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(共13张PPT)
电阻率及其与杂质浓度和温度的关系
2023/3/9
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电阻率及其与杂质浓度和温度的关系
补充1.求解Si的空穴电导有效质量。
补充2.定性分析Si的电阻率与温度的变化关系 。
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热平衡状态：费米分布函数
（玻尔兹曼分布函数）
非平衡状态：外加电场、磁场、温度场
漂移变化
散射作用
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因此，得到非平衡态下Boltzmann方程的一般形式：
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弛豫时间近似
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弱场近似下玻尔兹曼方程的解
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欧姆定律的偏离
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欧姆定律的偏离
现象：
1.低场下， 线性关系
2.中等强度下， 亚线性关系
3.强场下， 饱和
4.电场再增强，发生击穿（第六章讨论）
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欧姆定律的偏离
解释：
1.低场下，τ决定于热运动速度vT，与vd无关。
2.中等强度电场， vd可以与 vT比拟， τ决定于两者之和，有所下降，所以μ下降。
3.强场下，发射光学声子成为动量驰豫和能量驰豫的主要机制，速度达到饱和。
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热载流子
强场下，载流子的平均动能远远高于热平衡时的值，称为热载流子。
1）热载流子受电离杂质散射弱，但声子散射（特别是光学声子）很强。
2）热载流子可以在等价或不等价能谷间转移。
一般非平衡载流子和平衡载流子不能区分开来，但作为非平衡载流子的热载流子能够区分开来，由于其温度比晶格温度高。
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多能谷散射 耿氏效应
耿氏效应：
1963年，Gunn，n－GaAs，出现电流振荡。
微分负阻
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多能谷散射 耿氏效应
负阻效应的根源是在强电场下（E>3×103V/cm）电子从能谷1 能谷2的散射，从而使迁移率大大下降，成为负值，出现负电导。
负阻效应意义是随着电场强度增大而电流密度减小
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例
在半导体Ge材料中掺入施主杂质浓度ND =1×1014/cm3，受主杂质浓度NA=7× 1013/cm3。设室温下本征Ge材料的电阻率ρi=60Ω·cm，电子和空穴的迁移率分别为μn=3800cm2/V·s，μp=1800cm2/V·s 。若流过样品的电流密度为52.3mA/cm2，求此时所加的电场强度。

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