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第三章載流子的統計分布狀態密度載流子的統計分布與費米能級本征半導體的費米能級和載流子濃度雜質半導體的費米能級和載流子濃度簡并半導體導帶底附近的狀態填充導帶底附近的E～k關系：等能面為球面能量E~(E+dE)之間的量子態數為K空間量子態密度兩個等能面之間的球殼體積重點內容！導帶底：價帶頂：導帶底（價帶頂）附近單位能量間隔內的量子態數目，隨著電子（空穴）的能量增加按拋物線關系增大。即電子（空穴）的能量越大，狀態密度越大。實際半導體導帶的復雜性（以Si,Ge為例）等能面為橢球面導帶底對應波矢，能谷簡并度大于1（對于Si,Ge,s=6）其中又可表示為：其中導帶底電子狀態密度有效質量后續討論若涉及Si,Ge,均使用這個參數。（GaAs等不需要）價帶頂同時存在重空穴和輕空穴可定義則仍有電子對量子態的占據遵循費米統計律

（由泡利不相容原理導致的結果）對于能量為E的一個量子態被一個電子占據的概率為電子的費米分布函數，它是描寫熱平衡狀態下，電子在允許的量子態上如何分布的一個統計分布函數。費米能級

稱為費米能級或費米能量系綜中增加一個粒子所需要的能量與溫度、導電類型、雜質含量、能量零點選取等有關費米能級的確定：處于熱平衡狀態的電子系統有統一的費米能級費米分布函數當時若，則若，則在熱力學溫度為0度時，費米能級可看成量子態是否被電子占據的一個界限當時若，則若，則若，則費米能級是量子態基本上被電子占據或基本上是空的一個標志一般可以認為，在溫度不很高時，能量大于費米能級的量子態基本上沒有被電子占據，而能量小于費米能級的量子態基本上被電子所占據，而電子占據費米能級的概率在各種溫度下總是1/2。（E－EF>5k0T,f(E)<0.007;E－EF<-5k0T,f(E)>0.993）費米能級的位置比較直觀地標志了電子占據量子態的情況,（通常說費米能級標志了電子填充能級的水平）。EF高，則說明有較多的能量較高的量子態上有電子。T升高，電子占據能量小于費米能級的量子態的概率下降，而占據能量大于費米能級的量子態的概率增大。費米分布函數的意義在熱平衡狀態下，電子按能量大小具有一定的統計分布規律性一定溫度下：低能量的量子態高能量的量子態

電子躍遷單個電子大量電子能量

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