载流子的扩散运动_非平衡载流子.doc

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第五章 非平衡载流子 例1. 某p型半导体掺杂浓度 ,少子寿命,在均匀光的照射下产生非平衡载流子,其产生率, 试计算室温时光照情况下的费米能级并和原来无光照时的费米能级比较。设本征载流子浓度 . 思路与解: (1)无光照时,空穴浓度 说明无光照时,费米能级在禁带中线下面0.35eV处。 （2）稳定光照后，产生的非平衡载流子为： 上面两式说明，，在之下，而在之上。且非平衡态时空穴的准费米能级和和原来的费米能级几乎无差别，与电子的准费米能级相差甚远，如下图所示。 光照前 光照后 评析：由此可见，在小注入时，非平衡载流子对少数载流子的影响远远大于对多数载流子的影响。 习题： 1.何谓非平衡载流子？非平衡状态与平衡状态的差异何在？ 2.漂移运动和扩散运动有什么不同？ 3.漂移运动与扩散运动之间有什么联系？非简并半导体的迁移率与扩散系数之间有什么联系？ 4.平均自由程与扩散长度有何不同？平均自由时间与非平衡载流子的寿命又有何不同？ 5.证明非平衡载流子的寿命满足，并说明式中各项的物理意义。 6.导出非简并载流子满足的爱因斯坦关系。 7.间接复合效应与陷阱效应有何异同？ 8.光均匀照射在6Ωcm的n型Si样品上，电子-空穴对的产生率为4×1021cm-3s-1，样品寿命为8μs。试计算光照前后样品的电导率。 9.证明非简并的非均匀半导体中的电子电流形式为。 10.假设Si中空穴浓度是线性分布，在4μm内的浓度差为2×1016cm-3，试计算空穴的扩散电流密度。 11.试证明在小信号条件下，本征半导体的非平衡载流子的寿命最长。 Ec Ei EF Ev EFp EFn

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