室温下锗的本征载流子浓度

解:硼的浓度:NA=4.42×1016 cm-3。

有效施主杂质浓度为:ND=(14.42-4.42) 1016 cm-3=1017 cm-3

室温时下杂质全部电离,由于有效杂质浓度远大于本征载流子浓度2.4×1013cm-3,锗半导体处于饱和电离区。

多子浓度n=ND=1017cm-3

少子浓度p=ni2/n==(2.41013)2 /1017=5.76109(cm-3)

费米能级:EF=EC+kTln(ND/NC)=EC+0.026ln[1017/(1.11019)]=EC - 0.122(eV)

本征载流子就是本征半导体中的载流子，即电子和空穴，即不是由掺杂所产生出来的载流子。也就是说，本征载流子是由热激发——本征激发所产生出来的，即是价电子从价带跃迁到导带而产生出来的；它们是成对产生的，所以电子和空穴的浓度始终相等。 本征半导体，从物理本质上来说，也就是两种载流子数量相等、都对导电起同样大小的半导体。因此，未掺杂的半导体是本征半导体，但是掺有杂质的半导体在一定条件下也可能成为本征半导体（只要两种载流子的浓度相等）。 对于掺有杂质的n型或p型半导体，其中的多数载流子主要就是由杂质电离所提供，而其中的少数载流子则是由本征激发所产生的。因此，在杂质全电离情况下，多数载流子浓度基本上与温度无关，但少数载流子则随着温度将指数式增大。

因为硅的禁带宽度比锗的大，且在相同温度下，锗的本征激发强于硅，很容易就达到较高的本征载流子浓度，使器件失去性能。在通常情况下，要使硅激发的本征载流子浓度接近掺杂电离的载流子浓度，所需的温度就要高于同样情况下的锗。所以，硅半导体器件比锗半导体的器件工作温度高。

扩展资料：

半导体禁带宽度与温度和掺杂浓度等有关：半导体禁带宽度随温度能够发生变化，这是半导体器件及其电路的一个弱点（但在某些应用中这却是一个优点）。半导体的禁带宽度具有负的温度系数。例如，Si的禁带宽度外推到0K时是1.17eV，到室温时即下降到1.12eV。

禁带宽度对于半导体器件性能的影响是不言而喻的，它直接决定着器件的耐压和最高工作温度；对于BJT，当发射区因为高掺杂而出现禁带宽度变窄时，将会导致电流增益大大降低。

参考资料来源：百度百科-锗半导体

参考资料来源：百度百科-半导体禁带宽度

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