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强电场效应
强电场效应
一、饱和漂移速度
⒈弱电场时:
⒉当ε>103V/cm后,
成立.
⒊当ε>105V/cm后,
③偏移电流密度与样品电流密度的合电流密度
在稳态时为霍尔角的负值，即：偏移电流与样品电流密度的关系是一定的，即:
霍尔效应的过程如下:
1) 当样品中存在沿x方向的外加电场εx 时，产生了样品的电流密度
3) 从而y方向必将产生一霍尔电场, 其产生的漂移电流平衡掉偏移电流，结果使y方向上的总电流为0，即:
2) 当在z方向施加一磁感应强度为Bz的磁场时，在y方向上将产生偏移电流
二、两种载流子的霍尔效应
我们定义：由x轴出发，顺时针方向旋转为负角，逆时针方向为正角，则:
从动态平衡的角度考虑，稳定时，横向电流应为零，即载流子分布达到动态平衡。
当有两种载流子同时存在时:
①y方向上总的偏移电流为:
②y方向上总的漂移电流为:
③稳态时，y方向上总的电流为零，即:
可见，此时霍尔系数为:
三、霍尔系数与温度T的关系
对于大多数半导体, μn> μp，所以在下面的讨论中设b>1.
⒈本征半导体，或者杂质半导体处于本征激发区时。由于
n=p=ni，所以有
在这种情况下R<0，随着温度的升高，ni增大，所以霍尔系数的绝对值减小。
②随着温度的升高，电子不断由价带激发到导带，n逐渐增加，当p=nb2时，R=0。
③温度再升高，则p所以，当温度从杂质电离区 向本征区过渡时，P型半导体的霍尔系数将改变符号。
⒊ N型半导体
不管在什么温度下，都有p⒉P型半导体
①杂质电离区：导带中的电子很少，p>nb2，因此，R>0.
四、霍尔系数的修正
以上得到的所有关系，都假设载流子的弛豫时间是与速度无关的常数，或者认为所有的载流子都以相同的速度做漂移运动，这显然是不符合实际情况的。在考虑电场和磁场同时作用的情形时，必须考虑每个载流子的速度分布函数。即用玻尔兹曼方程求解。
此时，从平均的效果来看，载流子偏移运动的迁移率不再等同于电导现象中的迁移率μ n或μ p ，而可以引入一个新的迁移率—霍尔迁移率(μ H) 。此时
⒈非简并,长声学波散射:
⒉非简并, 电离杂质散射:
⒊高度简并时:

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