電子空穴的計算方法

A. 電子濃度和空穴濃度乘積為什麼是常數

因為空穴並不是真實存在的,只是對大量電子運動的一種等效,空穴的流動其實就是大量電子運動的等效的反運動,這從空穴的定義和特性就可以知道;
空穴的定義:
當滿帶頂附近產生p0個空態時,其餘大量電子在外電場作用下所產生的電流,可等效為p0個具有正電荷q和正有效質量mp,速度為v(k)的准經典粒子所產生的電流.這樣的准經典離子稱為空穴.

一定的電荷轉移我們可以用以下公式對本徵半導體中的自由電子的濃度進行計算：
ni（T）＝AT3/2e－EG/2kT式中，
EG——電子掙脫共價鍵束縛所需要的能量，單位是eV（電子伏），又被稱為禁帶寬度；
T——溫度；
A——系數；
k——波耳茲曼常數（1．38×10－23J/K）；
e——自然對數的底。
由於在本徵半導體中自由電子和空穴是成對出現的，所以這個計算公式也可以用來表示空穴的濃度。

B. 誰能詳細解釋下空穴電流，一直沒理解

在室溫下，純半導體晶體中的一些共價鍵會斷裂，從而形成自由電子。在電場的影響下，這些自由電子構成電流。

同時，另一種電流，即空穴電流，也在半導體中流動。

當共價鍵因熱能而斷裂時，一個電子的去除會留下一個空位，即共價鍵中缺少一個電子。這種丟失的電子稱為空穴，它充當正電荷。

釋放一個電子，就會產生一個空穴。因此，熱能產生空穴-電子對。這意味著自由電子的數量等於空穴的數量。

空穴的電流傳導可以解釋如下：

讓我們考慮 L 處的價電子。

由於熱能，這個價電子將變成自由電子。

這將在 L 的共價鍵上產生一個空穴。

由於空穴是電子的強吸引力中心，因此來自附近共價鍵的 M 處的價電子將填充 L 處的空穴。

這將導致在 M 處創建孔。

N 處的另一個價電子將離開其共價鍵以填充 M 處的空穴，從而在 N 處產生空穴。

因此，具有正電荷的空穴將從 L 移動到 N，即朝向電源的負極端子。

這將構成空穴電流。

C. 什麼是空穴怎麼產生的

半導體在熱力學溫度0°時電子填滿炸彈。導帶是空的，此時的半導體和絕緣體的情況相同，不能導電。當溫度高於熱力學溫度0°時，價電子在熱激發下有可能克服共價鍵束縛。從價帶遷到導帶。使其炸腱斷裂。電子從價帶躍遷到導帶後，在價帶中留下一個空位稱為空穴。

D. 微電路的計算公式

當輻射脈沖寬度為T時,產生的光電流的數學表達式為
Ipp(t)=eKgDαΧA[Wj+Lnerft?Σn+Lperft?Σp],0≤t≤3(1)
式中:A為結面積;Wj表示耗盡區寬度;Ln,Lp分別是電子、空穴的擴散長度;Σn,Σp分別為電子、空穴的壽命對於Si材料,Kg=4.3×1015cm-3Gy-1。
雙極和CMOS微電路工藝中,往往採用高阻襯底或在低阻襯底上外延高阻層。這樣不僅提高了器件的耐擊穿能力,而且低摻雜濃度外延層可以使器件的集2基結電容減小,提高雙極器件的高速性能;對CMOS工藝,該外延層可用來防止器件閂鎖。Wirth2Rogers光電流模型假定忽略襯底高阻材料電場效應以及高注入對少子壽命的影響,結兩邊必須是無限的均勻摻雜(相對於少子擴散長度而言),且該模型與反向偏置電壓無關。因此該模型對微電路已不再適用。有實驗數據表明,對高阻襯底器件,Wirth2Rogers模型預估的光電流與實測結果差3倍。增強光電流模型在Wirth2Rogers基礎上作了兩個重要補充:電場效應及高注入對少子壽命的影響。這兩個效應都引起少子收集體積的增加。帶外延晶體管外延層少子擴散長度Lp比外延層厚度We大得多,外延晶體管的n+外延襯底限制了少子擴散長度,少子收集體積定義為所有過剩少數載流子被結收集的區域。高注入時,隨著過剩少子數量的增加,根據Shockley2Read理論,在半帶陷阱的過剩少子壽命將增加,壽命的增加直接引起少子擴散長度的增加,引起光電流增加。襯底電場效應使得少子向結漂移,有效增加了光電流收集體積。

E. 什麼是電子空穴

一個圓圈，由1000個位置，其中999個被電子占據，一個空著，這個空著的位置理解為「空穴」，現在要求電子圍著這個圓圈單向運動，且每個電子每次移動只能移動到相鄰的位置，那麼，你想一想，電子要怎麼才能繞圈運動呢？自然是與「空穴」相鄰的電子移動到空穴中，然後這個電子原來的位置變成了「空穴」，同理，其他的電子在以這樣的方式運動下去，比如電子按順時針移動，那麼很容易想像，「空穴」的移動是按著逆時針方向的。

也就是樓主所說的「有人說「空穴並不是真實存在的,只是對大量電子運動的一種等效,空穴的流動其實就是大量電子運動的等效的反運動」 。

在電子順時針運動過程中也就形成了電流，因為電流就是電子的定向運動。
在這個電流的產生過程中，實際上只有999個電子的運動，那個空穴的運動只是電子運動的產物。而並非是999個電子和一個空穴共同導電。

實質上:我們可以認為空穴就是帶正電的原子,如:質子。原子失去了電子(當然不是全部,是一部分電子)之後,就形成了空穴。

F. 怎麼計算半導體中的電子，空穴的數量，電場強度等量

公式很多，具體可以去看劉恩科的《半導體物理》。

G. 一對電子空穴對的電荷量是多少，是電子電荷的兩倍嗎

一對電子空穴對的電荷量電子電荷的兩倍。空穴是半導體中特有的一種粒子。它帶正電，與電子的電荷量相同。
半導體中有兩種載流子：自由電子和空穴。在熱力學溫度零度和沒有外界能量激發時，價電子受共價鍵的束縛，晶體中不存在自由運動的電子，半導體是不能導電的。但是，當半導體的溫度升高（例如室溫300K）或受到光照等外界因素的影響，某些共價鍵中的價電子獲得了足夠的能量，足以掙脫共價鍵的束縛，躍遷到導帶，成為自由電子，同時在共價鍵中留下相同數量的空穴。空穴是半導體中特有的一種粒子。它帶正電，與電子的電荷量相同。把熱激發產生的這種躍遷過程稱為本徵激發。顯然，本徵激發所產生的自由電子和空穴數目是相同的。

H. 如何通過能帶計算電子和空穴的有效質量

因為N型半導體，主要是在硅原子中摻雜了V族元素，V族元素外層的四個電子會和硅原子外層的四個電子形成共價鍵，這樣多出的一個電子就會掙脫原子核的束縛變為自由電子。而共價鍵中的電子由於熱運動也會脫離共價鍵的束縛從而成為自由電子，同時在共價鍵上形成一個空穴。 所以N型半導體中自由電子比空穴多。 空穴是由於共價鍵中的電子由於熱運動而脫離共價鍵的束縛從而成為自由電子，同時在共價鍵上形成一個空穴。

I. 模電里電子與空穴的問題

不是的。
在半導體中真正移動的其實是電子，空穴的移動也是電子移動造成的，但是電子移動和電流是反向的，因此為了方便而把空穴看成正電荷移動，也就成電流了，但實質還是電子移動。
在電解液中正負電荷都可以移動，那個電流是相加的。

J. 求半導體中電子-空穴的產生率

電子—空穴的產生率的定義式：△n/τp
△n是非平衡載流子濃度，在題中就是少子濃度。
即 △n=n i^2/ND
具體計算，你自己求解。