电子科技大学：《半导体物理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第四章 半导体中的载流子在电磁场中的运动

第四章 半导体中的载流子在电磁场 中的运动

半导体中的载流子在电磁场 中的运动 第四章

●载流子的漂移运动和迁移率 ●载流子的散射 ●迁移率和电导率随温度和杂质浓度的变化 ●强电场效应 ●霍尔效应 ●磁阻效应

●载流子的漂移运动和迁移率 ●迁移率和电导率随温度和杂质浓度的变化 ●载流子的散射 ●强电场效应 ●霍尔效应 ●磁阻效应

§4-1载流子的漂移运动和迁移率 漂移运动和漂移速度 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 运动形成电流 电子在电场力作用下的这种运动称为漂移 运动,定向运动的速度称为漂移速度

§4-1 载流子的漂移运动和迁移率 一、漂移运动和漂移速度 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 运动形成电流。 电子在电场力作用下的这种运动称为漂移 运动，定向运动的速度称为漂移速度

二、欧姆定律 金属: R—电子 半导体 J=C8一电子、空穴

二、欧姆定律 金属： R V I = —电子 半导体： J = —电子、空穴

、电导率的表达式 Og O=ngu J=ngua

Vdn   = J nq =   = nq nq  = 三、电导率的表达式

对于空穴,有: pn和p分别称为电子和空穴迁移率, 单位为cm2V1s1

对于空穴，有 ： dp p V   = μn和μp分别称为电子和空穴迁移率， 单位为cm2V-1s-1

§42载流子的散射 载流子的运动分析 载流子热运动示意图

一、载流子的运动分析 载流子热运动示意图 §4.2 载流子的散射

载流子的平均自由时间τ与 散射几率P的关系 假设在t=0时,有N个电子没有遭到散射, 在t时刻,有N(t)个电子没有遭到散射,在△t 内被散射的电子数 N(t)-N(t+△t)=N(t)P△t N(t)-N(t+△) N(t)P △t

二、载流子的平均自由时间τ与 散射几率 P 的关系 假设在 t=0 时，有 N0个电子没有遭到散射， 在 t 时刻，有 N(t)个电子没有遭到散射,在△t 内被散射的电子数: N(t) − N(t + t) = N(t)Pt ( ) ( ) ( ) N t N t t N t P t − +  = 

△t→>0, dn(t) N(tP N(t=AeP=Ne-pt 、q =0.36N

o o N e N N ) 0.36 1 ( = =   = 1 t 时： t o t N t Ae N e − − ( ) = = − = ( ) ( ) N t dt dN t △t→0

在d内,受到第一次散射的电子数为 N(tpdt=Ne pdt 它们的自由时间总和为: N(tPtdt=Ne ptt N Ne-P'pidt 1/P

在 dt 内，受到第一次散射的电子数为： N t dt N e dt t  = o  − ( ) 它们的自由时间总和为： N t tdt N e tdt t  = o  − ( ) No 1  =   −  0 N e tdt t o =1/P