质量作用定律 (电子学)

质量作用定律在电子学和半导体物理学中，是将熱平衡下自由电子与空穴的浓度联系起来的定律。它指出，在热平衡条件下，自由电子浓度与自由空穴浓度的乘积等于本征载流子浓度的平方常数，本征载流子浓度是温度的函数。

半导体的质量作用定律方程为：

 载流子浓度 
在半导体中，自由电子和空穴是提供导电性的载流子。对于载流子数远小于能带态数的情况，可用麦克斯韦-玻尔兹曼统计近似载流子浓度，得到下述结果。

 电子浓度 
自由电子浓度可近似表示为其中

 为导带能量，
 为費米能階能量，
 为波茲曼常數，
 为以开尔文为单位的绝对温度，
 为导带边缘处的有效态密度，由给出，其中为电子有效质量，为普朗克常数。

 空穴浓度 
类似地，自由空穴浓度的表达式：其中：

 为费米能级能量，
 为价带能量，
 为玻尔兹曼常数，
 为以开尔文为单位的绝对温度，
 为价带边缘处的有效态密度，给出为 ，其中为空穴有效质量，为普朗克常数。

 质量作用定律 
利用上述载流子浓度公式，质量作用定律可表示为：其中为能隙能量，​。即使对于轻掺杂的杂质半导体，上述方程仍然成立，因为乘积不依赖于掺杂浓度。

 参见 

 質量作用定律

 参考 

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