Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
14_диффузия_дрейф.ppt
Скачиваний:
13
Добавлен:
15.02.2022
Размер:
610.3 Кб
Скачать

Полупроводник с проводимостью, близкой к собственной

Подставив формулы для токов в уравнения непрерывности, получим:

n D

 

 

n

 

t

 

 

 

p

Dp

 

t

 

 

2 n

n

n

ст

 

 

 

n

;

 

x2

x

n n

x

 

 

 

 

2 p

p

p

p p

ст

 

p

;

x2

x

x

 

 

 

 

p ep p

n en n

Сложим оба уравнения и учтем, что

 

n p

 

 

 

 

 

n

Dn p Dp n 2 n

n p p n

 

n

n

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

n p

x2

n p

 

 

 

 

 

Стационарный случай

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dn p Dp n 2 n n p p n

n

n

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

0

t 0;

 

 

n p

 

x2

 

n p

Полупроводник с проводимостью, близкой к собственной

Стационарный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

случай

 

 

Dn p Dp n 2 n

 

n p p n

 

n

 

n

 

n

0;

 

 

 

0

 

n p

x2

n p

x

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сравнивая с уравнением для диффузии и дрейфа неосновных избыточных носителей заряда, можно ввести обозначения:

 

 

(Учтём также, что

 

 

n n ,

p p

0

и

 

 

n

Dn p Dp e kT )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

Dn p

Dp n

 

 

 

n p

0

 

 

 

kT

n p

0

;

- коэффициент

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

амбиполярной диффузии

 

n

p

 

n0

 

 

 

p0

 

e

n0

 

p0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

p

D

 

 

 

 

p

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n p p n

 

 

 

p

0

n

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

- амбиполярная дрейфовая подвижность

 

 

 

 

 

 

n0

 

 

 

p0

 

 

 

 

 

 

n

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полупроводник с проводимостью, близкой к собственной

Пользуясь соотношением Эйнштейна, запишем:

D

kT

D ;

 

где D

 

n0

p0

;

- амбиполярная диффузионная

e

 

 

 

n0

 

p0

подвижность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Собственный полупроводник

n0 p0 ni

 

 

 

D 2

 

Dn Dp

2

kT n p

;

D 2

n p

;

0;

 

 

 

 

 

 

 

 

Dn

Dp

e n p

n p

 

 

 

 

 

 

 

 

Для собственного полупроводника величина коэффициента диффузии зависит только от коэффициентов диффузии (или подвижностей) электронов и дырок. Внешнее поле в собственном полупроводнике не влияет на пространственное распределение заряда

Примесный полупроводник (пусть n0 p0 )

 

 

 

 

 

 

 

Диффузия и дрейф определяются

D Dp ;

D

 

 

 

 

p

 

 

неосновными носителями заряда