Токи в полупроводниках. Дрейф и диффузия

В полупроводнике возможны два механизма движения электрических зарядов:

1) Дрейф - движение носителей заряда под действием электрического поля.

Ток, возникающий под действием электрического поля – дрейфовый. Рассмотрим плотность такого тока:

I_др = I_{n др} + I_{p др} = е·n·μ_n·E + e·p·μ_p·E = (e·n·μ_n + e·p·μ_p)E, где

δ=(e·n·μ_n + e·p·μ_p) – удельная полу проводимость полупроводника,

e: +e – заряд дырки, -e – заряд электрона, n,p – концентрация электронов и дырок соответственно.

2) Диффузия – движение свободных носителей заряда под действием их градиента концентрации, то есть под действием сил, возникающих из-за их неравномерного распределения по объему проводника.

Знак “-“ говорит о том, что движение направлено в сторону с меньшей концентрацией. D – коэффициент диффузии, аналог подвижности. dn/dx – градиент концентрации равный grad n.

Процесс диффузии характеризуется двумя основными параметрами:

1) τ_n - время жизни избыточных, неравновесных носителей заряда. Если в какой-либо области проводника создать избыточную концентрацию, а затем устранить причину её создавшую, то под действием сил диффузии, избыточная концентрация начнёт убывать, до выравнивания по всему объёму. Время, за которое n₀ убывает в e раз (время за которое произойдет выравнивание), называется временем жизни неравновесных зарядов.

2) Диффузионная длина L_n – расстояние, на которое проникают избыточные заряды за счет диффузии.

Дата добавления: 2014-01-07