可见,在7=0K时,Ep=E,即费米能级位于能隙中央,在一般情况下,由于m>m 费米能级由于温度升高而略为增加,通常可利用测量载流子浓度随温度的变化来确定费 米能级。 73.4杂质半导体 我们知道,半导体载流子的产生有两种机制,即杂质电离和从价带到导带的本征激 发,二种机制永远是同时起作用,只是常有主次之分。在热平衡下,半导体处于不带电 的状态,即: n+Nf(E=p+ND[I-f(ED) 上式称为电中性条件,式中n为导带电子浓度,NJ(EA)为受主能级EA上的电子浓 度,受主能级被电子占据时带负电,故等式左边为总的负电荷浓度,P为价带空穴浓度, Nnf(ED)为施主能级ED上的电子浓度,ND1-f(ED)]即为电离施主浓度,方程右边即 为总的正电荷浓度。 为简化计,我们假定一n型半导体(NA=0)中ND足够大,以至于导带中的电子浓 度n比价带中的空穴P大得多,因此可略去空穴P,(7.21)简化为 [ -f(ED)I 需要指出的是,施主的轨道运动状态最多只能容纳一个电子,也就是说,对于类氢施主 某种自旋状态的电子占据了该能级,便不可能有第二个具有另一种自旋状态的电子占据 该能级,由于自旋简并,施主能级被电子占据的几率f(ED) fe(ed) 7.23) 将(7.15),(7.23)代入(722)得 Ne-Ec-EF)!=NlI (7.24) 如果温度较低,ND足够大,EFED>kBT,由(724)得 EC+En)+k 将(7.25)代入(7.15)得 (7.26)可见，在T=0 K时， F EE g 2 1 = ，即费米能级位于能隙中央，在一般情况下，由于 ， 费米能级由于温度升高而略为增加，通常可利用测量载流子浓度随温度的变化来确定费 米能级。 ** > mm eh 7.3.4 杂质半导体 我们知道，半导体载流子的产生有两种机制，即杂质电离和从价带到导带的本征激 发，二种机制永远是同时起作用，只是常有主次之分。在热平衡下，半导体处于不带电 的状态，即： )](1[)( + AA = + D − EfNpEfNn D （7.21） 上式称为电中性条件，式中n为导带电子浓度，NAf（EA）为受主能级EA上的电子浓 度，受主能级被电子占据时带负电，故等式左边为总的负电荷浓度，P为价带空穴浓度， NDf（ED）为施主能级ED上的电子浓度，ND[1-f（ED）]即为电离施主浓度，方程右边即 为总的正电荷浓度。 为简化计，我们假定一n型半导体（NA = 0）中ND足够大，以至于导带中的电子浓 度n比价带中的空穴P大得多，因此可略去空穴P，（7.21）简化为 )](1[ = D − EfNn D （7.22） 需要指出的是，施主的轨道运动状态最多只能容纳一个电子，也就是说，对于类氢施主， 某种自旋状态的电子占据了该能级，便不可能有第二个具有另一种自旋状态的电子占据 该能级，由于自旋简并，施主能级被电子占据的几率fe（ED） Tk De EE B FD e Ef − + = 2 1 1 1 )( （7.23） 将（7.15），（7.23）代入（7.22）得 ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ + −= − −− T/k)E(E D T/k)E(E C BFD BFC e 2 1 1 1 eN 1N （7.24） 如果温度较低，ND足够大，EF-ED>>kBTB ，由（7.24）得 C D F DC B N2 N Tlnk 2 1 )E(E 2 1 E ++= （7.25） 将（7.25）代入（7.15）得 Tk2/E 2 1 CD BD e 2 NN n − ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = （7.26） 10