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(共14张PPT)
载流子的漂移运动
载流子的漂移运动　
Nd=1015cm-3
（红线区－电阻：阻碍运输）
对于本征半导体，本征激发起决定性因素，所以T升高，电阻下降；
对于杂质半导体，在温度很低时，本征电离可忽略，T升高，杂质电离的载流子越来越多，电阻下降；
进入室温区，杂质已经全部电离，而本征激发还不重要，T升高，晶格震动散射加剧，电阻升高；
高温区，本征激发起主要作用，T升高，本征激发明显，电阻下降。
载流子的漂移运动　
载流子的运动速度不再随电场增加而增加
载流子的漂移运动　
低能谷中的电子有效质量mn*=0.067m0。有效质量越小，迁移率就越大。随着电场强度的增加，低能谷电子能量也相应增加，并可能被散射到高能谷中，有效质量变为0.55m0。高能谷中，有效质量变大，迁移率变小。这种多能谷间的散射机构导致电子的平均漂移速度随电场增加而减小，从而出现负微分迁移率特性。
载流子的扩散运动
扩散是因为无规则热运动而引起的粒子从浓度高处向浓度低处的有规则的输运，扩散运动起源于粒子浓度分布的不均匀。
均匀掺杂的n型半导体中，因为不存在浓度梯度，也就不产生扩散运动，其载流子分布也是均匀的。
如果以适当波长的光照射该样品的一侧，同时假定在照射面的薄层内光被全部吸收，那么在表面薄层内就产生了非平衡载流子，而内部没有光注入，这样由于表面和体内存在了浓度梯度，从而引起非平衡载流子由表面向内部扩散。
电子扩散电流密度：
Dn称为电子扩散系数，单位为cm2/s
其值为正。
空穴扩散电流密度：
Dp称为空穴扩散系数，单位为cm2/s
其值为正。
总电流密度
半导体中所产生的电流种类：
电子漂移电流、空穴漂移电流
电子扩散电流、空穴扩散电流
总电流密度：
迁移率描述了半导体中载流子在电场力作用下的运动情况；
扩散系数描述了半导体中载流子在浓度梯度作用下的运动情况。
这两个参数之间是相互独立还是具有一定的相关性？
电势Φ等于电子势能除以电子电量：
一维情况下的感生电场定义为：
假设满足准中性条件，电子浓度与施主杂质浓度基本相等，则有：
5.3杂质的浓度梯度　 5.3.2爱因斯坦关系
考虑非均匀掺杂半导体，假设没有外加电场，半导体处于热平衡状态，则电子电流和空穴电流分别等于零。可写为：
设半导体满足准中性条件，即n≈Nd(x)，则有：
将式5.40代入上式：
爱因斯坦关系
典型迁移率及扩散系数
电场和磁场对运动电荷施加力的作用产生的效应为霍尔效应。
用途：
判断半导体的导电类型、计算多数载流子的浓度和迁移率。
y方向上的感生电场称为霍尔电场EH。
霍尔电场在半导体内产生的电压称为霍尔电压VH。
VH为正，为p型半导体；
VH为正，为n型半导体；
空穴浓度：
电子浓度：
空穴迁移率：
电子迁移率：
半导体中的两种基本输运机构。
半导体内的散射过程。
速度饱和
载流子迁移率为平均漂移速度与外加电场之比。是温度以及电离杂质浓度的函数。
电导率
爱因斯坦关系
霍尔效应

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