什么是“费米能级钉扎效应”(半导体物理或固体物理中的)

什么是“费米能级钉扎效应”(半导体物理或固体物理中的),第1张

费米能级不随掺杂而发生位置变化的效应,称为费米能级的钉扎效应(Pinning effect)。费米能级钉扎效应是半导体物理中的一个重要概念。

费米能级,温度为绝对零度时固体能带中充满电子的最高能级。常用EF表示。对于固体试样,由于真空能级与表面情况有关,易改变,所以用该能级作为参考能级。电子结合能就是指电子所在能级与费米能级的能量差。

扩展资料

Fermi能级钉扎效应的影响

在这种效应起作用的时候,向半导体中即使掺入很多的施主或者受主,但由于Fermi能级不能移动,则这些杂质都不能被激活(即不能提供载流子),故也不能改变半导体的型号,也因此难于通过杂质补偿来制作出pn结。

在半导体表面或者界面中,如果出现了Fermi能级钉扎效应的话,那么半导体表面能带弯曲的情况将变得较复杂。

参考资料来源:百度百科-费米能级

参考资料来源:百度百科-费米钉扎

电导调制效应是Webster效应,又称基区宽度调制效应,属于半导体物理的范畴了。就是指基区的有效宽度随集电结的反偏电压的变化而变化的效应。当集电结反向电压增大时,集电结的空间电荷区加宽,这就引起基区有效宽度变窄。

当PN结上流过的正向电流较大时,注入并积累在低掺杂N区的少子空穴浓度将很大,为了维持半导体中性条件,其多子浓度也相应大幅度增加,使得其电阻率明显下降,也就是电导率大大增加,这就是电导调制效应。

更准确的定义下: Webster效应也称为基区电导调制效应,这是BJT在大工作电流时、基区电导发生增大的一种现象。

对器件性能的影响

这种大注入使基区电阻率降低(注入越大, 降低得越多)的现象,就直接减小了发射结注入效率,使电流放大系数降低。

Webster effect 效应对大电流状态下工作的均匀基区晶体管(例如合金晶体管)而言,影响特别严重,这往往就是引起其大电流βo下降的主要原因。

但是,对于非均匀基区晶体管(例如Si平面双扩散晶体管)而言,在大电流时βo的下降,Webster effect效应可能不是主要原因,这时更加主要的可能是Kirk效应。

当BJT工作时出现发射极电流集边效应时,将会加剧Webster effect效应和Kirk效应。


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