16 对N型半导体,过剩电子占据了未掺杂(本征) 半导体中空的导带,占据几率由费密一狄拉克分 布决定 对本征半导体费密能级位于带隙中间,价带 中所有位置都由电子填充(黑圆点),而导带中所 有位置都空着,如图5.3(a)所示。 当杂质浓度增大时,费密能级向导带移动, 对重掺杂N型半导体,费密能级位于导带内,这 样的半导体称为兼并型N型半导体,如图53(b)所 点专此处结束放殃 4合
16 对N型半导体，过剩电子占据了未掺杂(本征) 半导体中空的导带，占据几率由费密一狄拉克分 布决定。 对本征半导体费密能级位于带隙中间，价带 中所有位置都由电子填充(黑圆点)，而导带中所 有位置都空着，如图5.3(a)所示。 当杂质浓度增大时，费密能级向导带移动， 对重掺杂N型半导体，费密能级位于导带内，这 样的半导体称为兼并型N型半导体，如图5.3(b)所 示
类似地对P型半导体,费密能级E向 价带移动,并在重掺杂时位于价带内,称 为兼并型P型半导体.如图5.3(c)所示。 在非热平衡状态时,价带中载流子分 布与兼并型P型半导体的分布相似,而导 带中则与兼并型N型半导体分布相似,称 为双兼并型半导体,如图5。3(d所示。 简并型P型半导体,费米能级E侩会进入 价带,如图5-4(a)所示;简并型N型半导体 费米能级侩会进入导带,如图5-4(b所示。 点专此处结束放殃 4合
17 类似地对P型半导体，费密能级Efv向 价带移动，并在重掺杂时位于价带内，称 为兼并型P型半导体．如图5．3(c)所示。 在非热平衡状态时，价带中载流子分 布与兼并型P型半导体的分布相似，而导 带中则与兼并型N型半导体分布相似，称 为双兼并型半导体，如图5。3(d)所示。 简并型P型半导体，费米能级Ef会进入 价带，如图5-4(a)所示； 简并型N型半导体， 费米能级Ef会进入导带，如图5-4(b)所示
导带 禁带 E 价带 Ec E (b) 图5.3半导体材料载流子分布 (a)本征半导体;(b)兼并型N型半导体;(c)兼并型P型半导体;(d双兼并型半导体。 点专此处结束放殃
18 图5．3半导体材料载流子分布 (a)本征半导体；(b)兼并型N型半导体；(c)兼并型P型半导体；(d)双兼并型半导体
19 价带中的空穴 P型半导体 N型半导体 导带中的电子 导电战流子 (导电载流子 晶格 而格 (不能导电 (不能导电) E费米能 导底能级 三 F。导带底能级 Eg禁 Ek禁带 价带顶能线 E v价滑能级 费米能级 P型半导体能帝图 N甲导体能带图 图5-4(a)P型半导体能带图--图5-4(b)N型半导体能带图 点专此处结束放殃
19 图5-4(a) P型半导体能带图------图5-4(b) N型半导体能带图
在空间电荷区里,电场的方向由N区指向P区,这个 电场称为“自建场”。在自建场作用下,载流子将产生 漂移运动,漂移运动的方向正好与扩散运动相反,开始 时扩散运动占优势,但随着自建场的加强,漂移运动也 不断加强,最后漂移运动完全抵消了扩散运动,达到平 衡状态。 当在PN结上加正向电压时,外加场的方向正好与自 建场的方向相反,削弱了自建场的作用,打破了原来的 动态平衡,扩散运动超过了漂移运动,P区空穴将通过 PN结不断流向N区,N区的电子亦流向P区,形成正向电 流,并通过自发发射或受激发射复合和发光。 当PN结加上反向电压时,外电场与自建场相同,电 子和空穴将背离PN结面移动,空间电荷区变宽,区内电 子和空穴都很少,变成高阻层,因而反向电流很小,PN 结呈现单向导电特性 点专此处结束放殃 4合
20 在空间电荷区里，电场的方向由N区指向P区，这个 电场称为“自建场”。在自建场作用下，载流子将产生 漂移运动，漂移运动的方向正好与扩散运动相反，开始 时扩散运动占优势，但随着自建场的加强，漂移运动也 不断加强，最后漂移运动完全抵消了扩散运动，达到平 衡状态。 当在PN结上加正向电压时，外加场的方向正好与自 建场的方向相反，削弱了自建场的作用，打破了原来的 动态平衡，扩散运动超过了漂移运动，P区空穴将通过 PN结不断流向N区，N区的电子亦流向P区，形成正向电 流，并通过自发发射或受激发射复合和发光。 当PN结加上反向电压时，外电场与自建场相同，电 子和空穴将背离PN结面移动，空间电荷区变宽，区内电 子和空穴都很少，变成高阻层，因而反向电流很小，PN 结呈现单向导电特性