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热电子发射理论
热电子发射理论
假设流过势垒的电流主要受电子越过势垒的过程限制。
适于电子的平均自由程远大于势垒区宽度的半导体。
平衡时，界面处半导体侧的电子浓度:
流过势垒的电流密度：
半导体势垒区与中性区存在浓度梯度，所以有扩散电流。
有外加电压时，存在漂移电流。
利用：
得到：
根据：
同乘以
得到：
积分：
利用边界条件：
由于
随x增加迅速减小
只考虑在x=0附近
2xxd＞＞x2
积分，得到：
其中
讨论：
1）当qV﹥﹥k0T，有J=JsDexp（qV/k0T），为通常情况。
2）当-qV﹥﹥k0T，则J=-JsD，不饱和，JsD随外加电压的
升高而增加。
单位时间入射到单位面积上的电子数为：nVth/4，
平衡时，由半→金的热电子发射电流密度与金→半都为：
当V>0时，界面处半导体侧势垒高度降低,电子浓度:
当V>0时，由半→金的电子流密度:
金属一侧势垒高度不变，实际净正向电流密度为：
其中：
令
∴
其中：
.两个理论模型的比较
1、扩散理论的： J = J [exp(qV kT ) 1]
JSD不饱和， 与外加电压相关。
热电子发射理论：J = J [exp( qV / kT ) 1] JsT与外加电压无关，但强烈依赖于温度。
2、
扩散理论适于势垒区宽度远大于电子的平均自由程的半导体,如氧化亚铜，非晶硅。
热电子发射理论适于势垒区宽度远小于电子的平均自由程的半导体，如Ge、Si、GaAs等。
理论模型与实测结果的偏差（影响因素）
1.镜像力的影响：
在金属、真空系统中，一个在金属
外面的电子，要在距离金属表面同样
距离（在金属内部）感应出等量的
正电荷，这个正电荷称为镜像电荷，
电子和镜像电荷之间的吸引力称为
镜像力。
镜像力引起的势垒降低，
并随反向电压的增加而
增大。从而使反向电流
增加。
镜像力在反向电压比较大
的情况下（—V﹤﹤VD），
镜像力效应才比较明显，
它主要对反向特性影响大。

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