载流子输运精品文稿.ppt
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1、载流子输运第1页,本讲稿共21页4.1 载流子的漂移运动和迁移率载流子的漂移运动和迁移率 一、漂移运动和漂移速度一、漂移运动和漂移速度外加电压时,半导体内部的外加电压时,半导体内部的载流子受到电场力的作用载流子受到电场力的作用,作定向运动形成电流。作定向运动形成电流。漂移运动:漂移运动:载流子在电场力作用下的运动。载流子在电场力作用下的运动。漂移速度:漂移速度:载流子定向漂移运动的速度。载流子定向漂移运动的速度。第2页,本讲稿共21页E外电场作用下电子的漂移运动外电场作用下电子的漂移运动第3页,本讲稿共21页二、欧姆定律二、欧姆定律 金属:金属:电子电子 半导体:半导体:电子、空穴电子、空穴
2、微分形式微分形式电流密度电流密度 J(A/m2):通过垂直通过垂直于电流方向的单位面积的电流。于电流方向的单位面积的电流。E 为电场强度为电场强度电流电流 I(A):单位时间内通单位时间内通过垂直于电流方向的某过垂直于电流方向的某一面积的电量。一面积的电量。第4页,本讲稿共21页三、电导率三、电导率 的表达式的表达式 设设:Vdn和和Vdp分别为电子和空穴的平均漂移速度。分别为电子和空穴的平均漂移速度。以柱形以柱形 n 型半导体为例,分析半导体的电导现象型半导体为例,分析半导体的电导现象 第5页,本讲稿共21页ds表示表示A处与电流垂直的小面积元,小柱体的高为处与电流垂直的小面积元,小柱体的高
3、为 Vdndt在在dt 时时间间内内通通过过ds的的截截面面电电荷荷量量,就就是是A、B面面间间小小柱体内的电子电荷量,即柱体内的电子电荷量,即 AVdndtBdsVdn第6页,本讲稿共21页其中其中 n 是电子浓度,是电子浓度,q 是电子电荷是电子电荷 电子漂移的电流密度电子漂移的电流密度 Jn 为为 在在电场不太强电场不太强时,漂移电流遵守欧姆定律,即时,漂移电流遵守欧姆定律,即 第7页,本讲稿共21页其中其中为材料的电导率为材料的电导率 E 恒定,恒定,Vdn 恒定恒定 E ,J,Vdn 平均漂移速度的大小与平均漂移速度的大小与电场强度成正比,其比电场强度成正比,其比值称为值称为电子迁移
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