半导体物理学的什么_半导体物理和电路哪个难

半导体物理的脉络主要是：能带理论——态密度——载流子浓度——掺杂，缺陷——载流子漂移——非平衡载流子——产生/复合——输运机制。

半导体被研究的最主要原因是由于它的导电性能是可以被调控存在的。而研究的目的是研究其电学特性在诸多因素下的调控效应，即研究载流子在半导体内的发布状态与运动情况。

一，能带理论

在真空中，电子自由运动，能量是连续变化的，而原子中的电子是限制运动，能量离散的。我们知道当两个原子足够靠近时，波函数是会发生交织，产生能级的分裂，而大量的原子周期性排列是，能级会分裂成能带的结构。

E-K关系的两个基本规则是1.电子是倾向于存在低能级的。2. 满带，空带是不导电的，而半满带是可以导电的。

能带之间的电子越迁是可以改变一个材料的导电性的，能带又可以分为禁带与允带（导带与价带）其中最核心的位置是导带底与价带顶。

二，载流子的分布

费米分布：描述能级被电子占据的情况。f(E) = {1/[exp((E－Ef)/kT) + 1]}当E-Ef远大于K0T时，(玻尔兹曼分布)

非简并半导体遵循玻尔兹曼分布：Nc是导带的有效状态密度。

 Nv是导带的有效状态密度。

对于本征半导体的载流子浓度：我们会注意到通过本征激发产生导带电子与价带的空穴。   n0=p0 即于是可以知道本征半导体的费米能级处于禁带中线位置。

 即本征载流子的浓度是与温度和禁带宽度有关。

三，杂质和缺陷

实际的半导体材料总是在不同程度上含有各种杂质和缺陷，在禁带中引入能级会破坏晶格的周期性势场。

本征半导体掺入施主杂质，形成施主能级:（V族元素 P As Sb）  即主要依靠电子导电的半导体称为n型半导体,其中多子是（电子），少子是（空穴）

受主杂质 受主能级：III族元素 B Al Ga In  即主要依靠空穴导电的半导体称为p型半导体,其中多子是（空穴），少子是（电子）。

n型半导体：通过本征激发和杂质电离产生导带电子与价带空穴：;随掺杂浓度的增加，Ef向Ec靠近。

p型半导体：通过本征激发和杂质电离产生导带电子与价带空穴：;随掺杂浓度的增加，Ef向Ev靠近。

在热平衡状态下，任何非简并半导体都是满足：     注意：在本征半导体中;,而杂质半导体：

记住：当掺杂浓度大于时，是需要考虑禁带变窄效应的。

空位是倾向于接受电子，起受主作用的，而间隙原子容易失去电子，起一个施主作用。

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