Скорость дрейфа
Vдр,ср=
(q/m) E
=
q – заряд электрона;
m – масса электрона;
E – напряженность
электрического поля
Коэффицент пропорциональности
называется подвижностью электронов,
т. е. подвижность - величина, численно
равная средней скорости их направленного
движения в электрическом поле с
напряженностью, равной 1В/м.
п/п
|
Ge
|
Si
|
GaAs
|
SiC
|
n [м2/в.с]
|
0.39
|
0.13
|
1
|
0.02-0.1
|
p
[м2/в.с]
|
0.19
|
0.05
|
0.04
|
5.10-4
|
Во всех практически используемых п/п
при Т=300К подвижность падает с ростом
поля, в сильных полях
~1/E , т.е Vдрейф~ const~5.104 м/сек
(Е~5кВ/см)
пример: U=1B;
l=100нм (100 10-9м); тогда
E=10 кВ/см) [E=U/l]
Рис.3.6 Зависимость дрейфовой скорости
от напряженности электрического поля
В результате дрейфа электронов в
полупроводнике появляется электронная
составляющая плотности дрейфового тока
(А/м2), которую запишем на основании
закона Ома:
Jn
др = qnnE
q - заряд электрона. n –концентрация
электронов в п/п.
Аналогично, дырочная составляющая
плотности дрейфового тока
JP
др = qpPE
Полная плотность дрейфового тока при
наличии свободных электронов и дырок
равна сумме электронной и дырочной
составляющих:
J др = qnnE
+ qpPE
n, p –
концентрации свободных носителей.
Закон Ома в дифференциальной форме:
плотность тока ~ напряженность эл. поля
*удельную проводимость (-коэффициент)
J =
E = (1/E
5
Сравнивая 5
и ,
тогда удельная проводимость
= nqn + pqp
6
Ток c плотностью J
через площадку S равен
I = JS
7
8