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准费米能级

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准费米能级用来指量子力学,尤其是固体物理学中,在非平衡状态下,电子导带价带的填充形成的费米能级。非平衡状态可能是外加电压,或者被能量大于能带宽的光照射,这会导致电子在导带和价带中的填充发生变化。这时导带和价带会分别有各自处于平衡的电子填充水准,即使它们之间并不是平衡的。这时,载子浓度不再能被一个单一的费米能级所描述,但可以用分别的准费米能级来描述导带和价带。

PN接面中的准费米能阶

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PN接面的能带图和准费米能阶如下图中左图所示。当偏压为0时,电子和电洞的准费米能阶重合。

随著正偏压增加,p型半导体的价带能量越来越低,电洞的准费米能阶也被拉低,电子和电洞的准费米能阶分离越来越大。

正向偏压下的PN阶面。在p端与n端均掺杂1e15/cm3。左图中红色虚线为准费米能阶,随著偏压加大电子和电洞的准费米能阶分离越来越多。