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第四章 半导体的导电性
(载流子的输运现象)
主要内容 要讨论载流子的运动规律
(载流子的输运现象)
• 载流子在电场中的漂移运动和迁移率
• 载流子散射的概念
• 迁移率与杂质浓度和温度的关系
• 散射机构及强电场效应。
§4.1 载流子的漂移运动、迁移率
1、 欧姆定律:
V l 1
I = R = ρ σ =
对金属导体:
R s ρ
ρ
为导体电阻率( cm), 为电
Ω σ
导率(西门子/米 s/m )
l
为导体长度 s 为截面积
在半导体中,常遇到电流分
布不均匀的情况,即流过不同截面的电
流强度不相等。所以,通常用电流密度
来描述半导体中的的电流。电流密度是
指通过垂直于电流方向的单位面积的电
流
ΔI
J =
Δs
Δs
ΔI
2 2
A / m 或A / cm
指通过垂直于电流方向的面积元
的电流强度。 电流密度单位:
V I
对一均匀导体, E = J =
l s
V为导体两端电压,
E为由V建立的电场强度,
J 为电流密度
因此可推导出欧姆定律可以得
到电流密度: , E为加在导体两端
J = σE
的电场强度。它把通过半导体中某一点
的电流密度和该处的电导率及电场强度
直接联系起来,称为欧姆定律的微分形
式。
2、漂移速度和迁移率
有外加电压时,导体内部的自由
电子受到电场力的作用,沿着电场的反方向作
定向运动构成电流。
在电场力的作用下载流子的定向
运动称为漂移运动,定向运动的速度称为漂移
速度。
迁移率为单位场强下电子的平均漂
移速度。因为电子带负电,所以电子的平均漂
移速度的方向一般应和电场强度方向相反,但
习惯上迁移率只取正值。
V
I
S
A O
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