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n型半導(dǎo)體內(nèi)多子和少子濃度的精確解

來源：中芯巨能| 發(fā)布日期：2023-07-18 10:10:26 瀏覽量：

在n型半導(dǎo)體例（如場效應(yīng)管）中，多子濃度和少子濃度的精確解可以通過求解半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)和載流子統(tǒng)計(jì)分布方程來得到。具體求解方法如下：

n型半導(dǎo)體內(nèi)多子和少子濃度的精確解

1. 首先，需要確定半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)。能帶結(jié)構(gòu)可以通過求解半導(dǎo)體的Schr?dinger方程得到。一般情況下，可以采用有效質(zhì)量近似來簡化計(jì)算。

2. 根據(jù)能帶結(jié)構(gòu)，可以得到半導(dǎo)體中的載流子能級(jí)分布。對(duì)于n型半導(dǎo)體，電子是主要的載流子，其能級(jí)分布可以用費(fèi)米-狄拉克分布函數(shù)來描述。費(fèi)米-狄拉克分布函數(shù)的形式為：

   f(E) = 1 / (1 + exp((E - Ef) / kT))

   其中，E是能級(jí)，Ef是費(fèi)米能級(jí)，k是玻爾茲曼常數(shù)，T是溫度。

3. 根據(jù)載流子能級(jí)分布，可以得到電子和空穴的濃度。對(duì)于n型半導(dǎo)體，電子濃度為：

   n = ∫ f(E) * D(E) * g(E) dE

   其中，D(E)是能級(jí)密度，g(E)是電子的有效態(tài)密度。

4. 類似地，空穴濃度可以通過求解空穴能級(jí)分布得到。對(duì)于n型半導(dǎo)體，空穴濃度很低，可以近似為零。

需要注意的是，上述方法得到的是精確解，但求解過程比較繁瑣。在實(shí)際應(yīng)用中，常常采用近似方法來簡化計(jì)算，例如使用簡化的能帶模型或者假設(shè)電子和空穴濃度之間的關(guān)系。


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