用玻耳兹曼分布分析本征半导体的用玻耳兹曼分布分析本征半导体的 载流子浓度载流子浓度院系：物理科学与技术学院班级：物理08-2班姓名：谷媛媛学号：08110102006 论文设计的目的和意义论文设计的目的和意义 在生产、生活、科技、军事等领域半导体器件发挥着不可替代的作用。随着越来越多的地方需要半导体，它还将继续发展下去。 因此，研究、讨论、总结本征半导体物理的特性，对了解半导体物理的发展现状和推动半导体物理研究有所帮助。 而要了解本征半导体的导电性等性质就要知道本征半导体中载流子浓度变化的规律。 这就是本论文所讨论的中心。 本征半导体本征半导体l本征半导体本征半导体： 指完全不含杂质且无晶格缺陷，仅依赖 本征载流子导电的纯净半导体。本征半导体的导电性强弱随载流子浓度的变化本征半导体的导电性强弱随载流子浓度的变化而变化。而变化。本征半导体的导电原理本征半导体的导电原理 本征半导体的导电过程是依赖于从满的价本征半导体的导电过程是依赖于从满的价带到空的导带所激发的电子和由此在价带中带到空的导带所激发的电子和由此在价带中产生的空穴。这种激发可以有能给满带电子产生的空穴。这种激发可以有能给满带电子提供能量大于禁带宽度的任意物理作用。提供能量大于禁带宽度的任意物理作用。本征半导体的导电特性本征半导体的导电特性 由激发产生的电子和空穴称为自由载流子，它们在外电场作用下产生定向运动而形成电子导电和空穴导电两种电流，这种混合型导电称为本征导电。本征激发条件下，电子和空穴成对出现，因此本征激发条件下，电子和空穴成对出现，因此导带中电子的浓度应等于价带中空穴的浓度导带中电子的浓度应等于价带中空穴的浓度 。即。即本征半导体的载流子浓度T=0K时，价带中全部量子态都被电子占据，而导带中的量子态都是完全空的T0K后，本征半导体的价带中的电子激发到导带，同时在价带中产生等量空穴。本征激发本征激发本征半导体的电中性条件本征半导体的电中性条件=6本征半导体的电中性条件和费米能级的确定由电中性条件可确定费米能级 ，由此式可以解出EF,并用Ei表示本征半导体的费米能级，则得：把Nc和Nv的表示式：7代入得：最后通过计算可算出本征载流子浓度为最后通过计算可算出本征载流子浓度为: :8结论结论l通过讨论可以得到：1、半导体的禁带宽度越大，同样温度下本征载流子浓度也越低，则器件的工作温度也就越高；2、半导体掺杂浓度越高，转变为本征半导体的温度也越高，则器件的最高工作温度也相应要高些。l总之：本征载流子浓度随温度的迅速变化，所以本征材料制作的器件性能就很不稳定。 对于掺杂半导体，温度越高，越可能转化为本征半导体。