半导体中E(k)与k的关系: 其中说的能带底附近的E(k)>E(0),能带顶附近的E(k)<E(0)该怎么解释?

半导体中E(k)与k的关系: 其中说的能带底附近的E(k)>E(0),能带顶附近的E(k)<E(0)该怎么解释?,第1张

E(0)是指波矢k=0状态的能量。若E(0)是导带底,则其它任何k态的能量E(k),都必将大于E(0),即有E(k)>E(0);若E(0)是价带顶的能量,则其它任何k态的能量E(k),都必将小于E(0),即有E(k)<E(0)。

费米分布函数,就是那个抛物线的图像,F(E)=1/[1+exp((E-Ef)/kt)]

这是一个概率分布,当能量为跟Ef一样的时候,刚好就是分布概率为二分之一,所以你知道E就好了,但是导带和价带是不一样的,你最好还是看看书吧说起来很复杂.

费米能级Ef

就一个由费米子组成的微观体系而言,每个费米子都处在各自的量子能态上.现在假想 把所有的费米子 从这些量子态上移开.之后再把这些费米子按照一定的规则(例如泡利原理等)填充在各个可供占据的量子能态上,并且这种填充过程中每个费米子都占据 最低的可供占据的量子态.最后一个费米子占据着的量子态 即可粗略理解为费米能级.虽然严格来说,费米能等于费米子系统在趋于绝对零度时的化学势;但是在半导体物理和电子学领域中,费米能级则经常被当做电子或空穴化学势的代名词.一般来说,“费米能级"这个术语所代表的含义可以从上下语境中判断.

费米子可以是电子、质子、中子(自旋为半整数的粒子)

对于金属,绝对零度下,电子占据的最高能级就是费米能级.

费米能级的物理意义是,该能级上的一个状态被电子占据的几率是1/2.

费米能级在半导体物理中是个很重要的物理参数,只要知道了它的数值,在一定温度下,电子在各量子态上的统计分布就完全确定了.它和温度,半导体材料的导电类型,杂质的含量以及能量零点的选取有关.

n型半导体费米能级靠近导带边,过高掺杂会进入导带.p型半导体费米能级靠近价带边,过高掺杂会进入价带.

将半导体中大量电子的集体看成一个热力学系统,可以证明处于热平衡状态下的电子系统有统一的费米能级.

半导体PN结的电流与电压U关系式:=i(e的qU/kT次方_1)。

q是电子的电荷量,T是绝对温度,单位为K,k常数=1、38*(10的负23次方)/K,i是反向饱和电流,U是PN结外加。

电压在静态(且无光,热,辐射的影响)半导体的“等效电阻”与电流,电压的关系也是符合欧姆定律的


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