【正文】 第五章 半導(dǎo)體的導(dǎo)電性 載流子的散射、漂移 遷移率、電導(dǎo)率的公式 { 載流子的散射 一 .散射機(jī)理 周期勢(shì)場(chǎng)遭到破壞 二 .平均自由時(shí)間 和散射幾率 的關(guān)系 ? P)t(N 在 t時(shí)刻尚未遭到散射的電子數(shù) t t t? ?? 內(nèi) 被散射的電子數(shù) ()N t p t?未被散射的電子數(shù) ()N t t??( ) ( ) ( )N t N t p t N t t? ? ? ? ?0( ) ( ) ( )l im ( )tN t t N t d N t p N tt d t??? ? ? ? ? ??0() ptN t N e ??解代入 ()N t p t?0 ptN pe t? ? t t t? ? ? 內(nèi)0 pttN pe t? ? 被散射的電子數(shù)自由時(shí)間的總和 00 pttN pe t? ? ??t t t? ? ? 內(nèi) 個(gè)載流子的所有自由時(shí)間的總和 0N0001 pttN p e d tN?? ?? ? pt? ?令 01 edp ?? ? ?? ?? ?10!nnned???? ?? ????1p?? 被散射的電子數(shù) 三 .散射機(jī)構(gòu) 3 2iP N T??（ 1）彈性散射，散射過(guò)程中不交換能量 （ 2）散射中心固定 正電中心對(duì)電子吸引和 對(duì)空穴排斥引起的散射 負(fù)電中心對(duì)空穴吸引和 對(duì)電子排斥引起的散射 （ 1）長(zhǎng)波在散射中起主要作用 （ 2）縱波在散射中起主要作用 起主要散射作用的是波長(zhǎng)為幾十或上百個(gè)原子間距以上的長(zhǎng)波 縱波引起原子的疏密變化，橫波引起形變 *nk m v?8* 10n mmv???? 電子熱運(yùn)動(dòng)速度約為 105m/s 1010 m－原 子 間 距 約3 2SPT?1()e xp( ) 1olBPkT?? ?（ 3）長(zhǎng)縱聲學(xué)波散射 （ 4）長(zhǎng)縱光學(xué)波散射 低溫時(shí)，電離雜質(zhì)散射占主導(dǎo)地位 高溫時(shí)，晶格振動(dòng)散射占主導(dǎo)地位 { 載流子漂移運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律 一 . 載流子的漂移運(yùn)動(dòng) 1 2 3 Nt t t tN? ? ? ??????平均自由時(shí)間 電子平均漂移速度 nnav ??nF m a q??? ? ? nqa m??? ?? nnnqmv ???? ? ?空穴的漂移速度 pppqmv ? ????二 .載流子的遷移率 電子： nnn nvqm??? ???ppppvqm??? ???空穴： np??、 － 電 子 、 空 穴 的 遷 移 率 外場(chǎng)作用下，載流子作漂移運(yùn)動(dòng)的難易程度 （ 1）一般情況下 np???? ？ （ 2）各向異性的半導(dǎo)體 Si: nnqm????1 1 1 2()3 ltm m m? ??lzmm??t x ym m m????縱向有效質(zhì)量 橫向有效質(zhì)量 （ 3） 決定半導(dǎo)體器件的工作速度 三 .載流子的電導(dǎo)率 在電場(chǎng)作用下 nnJ qn v?? nnq???nnJ ???nnnq??? pppq???()npnpJ J J nq pq?? ??? ??()npnp npq ??? ? ?? ? ? ?nn nnq ?? ?型 ： ppp p q ?? ?型 ：()npii n q ??? ??本 征 型 ：? 電子電流密度 歐姆定律 存在兩種載流子 (2)低溫時(shí)，電離雜質(zhì)散射為主 ,TP ???? T ???n(或 p）基本不變 晶格振動(dòng)散射為主 ,TP ???? T ?? ??, ( )T n P? ? ? T ???(1)低溫時(shí)，載流子來(lái)自雜質(zhì)電離 , ( )T n p??{ 霍爾效應(yīng) 一 .霍爾效應(yīng) 在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的一種物理性質(zhì) y H x zR J B? ?yHxzR JB??y? －霍爾電場(chǎng) 霍爾系數(shù) 二 .產(chǎn)生霍爾效應(yīng)的物理原因 在電場(chǎng)中定向運(yùn)動(dòng)的載流子受到磁場(chǎng)的作用而偏離原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向 . L x zf qv B