半導體物性

在因光照射或電流注入而偏離熱平衡的半導體中,為了分別表示電子濃度與電洞濃度而引入的能階稱為什麼?

  1. A施體能階
  2. B準費米能階
  3. C本質費米能階
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正確答案:B. 準費米能階

因光照射或電流注入而偏離熱平衡時,單一個費米能階無法同時表示電子與電洞的濃度。因此分別定出電子用與電洞用的準費米能階(Imref),並如 n = ni·exp((EFn−Ei)/kT) 般處理。兩者的差透過 np = ni²·exp(ΔEF/kT) 的關係,對應到施加於PN接面的電壓以及太陽能電池的開路電壓。電流則與準費米能階的斜率成正比而流動。

  • A. 施體能階是施體雜質在導帶附近所形成的能階。
  • B. 正確。非平衡下,電子與電洞各使用不同的準費米能階。
  • C. 本質費米能階是本質半導體的費米能階,大致位於能隙的中央。
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