Дрейф носителей заряда

Процессы переноса зарядов в полупроводниках

В полупроводниках процесс переноса зарядов может наблюдаться при наличии электронов в зоне проводимости и при неполном заполнении электронами валентной зоны. При выполнении данных условий и при отсутствии градиента температуры перенос носителей зарядов возможен либо под действием электрического поля, либо под действием градиента концентрации носителей заряда.

Дрейфом называют направленное движение носителей заряда под действием электрического поля.

Электроны, получая ускорение в электрическом поле, приобретают на средней длине свободного пробега добавочную составляющую скорости, которая называется дрейфовой скоростью , к своей средней скорости движения.

Дрейфовая скорость электронов мала по сравнению со средней скоростью их теплового движения в обычных условиях. Плотность дрейфового тока:

, (1.3),

где – концентрация электронов в 1 см³;

q – заряд электрона.

Дрейфовая скорость, приобретаемая электроном в поле единичной напряженности E = 1, , называется подвижностью:

μ= , (1.4).

Поэтому плотность дрейфового тока электронов

(1.5).

Составляющая электрического тока под действием внешнего электрического поля называется дрейфовым током. Полная плотность дрейфового тока при наличии свободных электронов и дырок равна сумме электронной и дырочной составляющих:

= + = qE( + ), (1.6),

где E – напряженность приложенного электрического поля; – концентрация дырок.

Удельная электрическая проводимость равна отношению плотности дрейфового тока к величине напряженности электрического поля E, вызвавшего этот ток:

, (1.7)

то есть электропроводность твердого тела зависит от концентрации носителей электрического заряда n и от их подвижности μ.

Дата добавления: 2015-06-04