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第二章 载流子输运现象

第二章 载流子输运现象

作者: 鸢尾同学 | 来源:发表于2019-12-23 22:46 被阅读0次

2.1 载流子漂移

迁移率:表示单位场强下带电子的平均漂移速度(温度、载流子浓度对其有影响)

晶体周期势的影响被记入传到电子的有效质量中,与自由电子质量不同。在热平衡状态下,一个传导电子的平均热能可由能量均分定理得到,即每个自由度的能量为\frac{1}{2} kT,其中k为玻尔兹曼常数,T为绝对温度,电子在半导体中有三个自由度,可在三维空间活动,电子的动能为:\frac{1}{2}m_nv_{th}^2=\frac{3}{2}kT  .

平均自由程:电子两次碰撞间平均的移动距离。

平均自由时间:碰撞间平均的时间。\sigma =q(n\mu _n+p\mu _p)

利用电子在各次碰撞间自由飞行时所受到的冲量(力x时间)等于电子在同一时间内所获得的动量,得到漂移速度v_n,由于稳态(steady state)下所有在碰撞见所获得的动量都会在碰撞时损失于晶格上,

-qE\tau _c=m_nv_n

\mu _n\equiv \frac{q\tau _c}{m_n}

v_n=-\mu _nE

v_p=\mu _pE

散射机制:①晶格散射:任何高于绝对零度时晶格原子的热运动

                  ②杂质散射:决定于电离杂质的总浓度,也就是正负离子的浓度

对于低杂质浓度的样品,晶格散射占主导机制,迁移率随温度的增加而减少;对高杂质浓度的样品,杂志散射的效应在低温下最为显著,迁移率随温度的增加而增加。给定温度下,迁移率随杂质浓度的增加而减少。

电导率(conductivity):\sigma =q(n\mu _n+p\mu _p)   电子和空穴对电导率的贡献是相加的

电阻率是电导率的倒数:\rho \equiv \frac{1}{\sigma }

2.2 载流子扩散

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