Drift și difuzie curenți în semiconductori

Curentul electric poate avea loc numai atunci când deplasarea direcțională semiconductoare a purtătorilor de sarcină. este creată sau sub influența unui câmp electric (deplasare) sau datorită distribuției inegale a purtătorilor de sarcină de volum a cristalului (difuzie). În cazul în care câmpul electric este absent, iar purtătorii de sarcină au o concentrație uniformă în cristal, electronii și găurile face mișcare termică aleatoare continuă. Purtătorii de coliziune unele cu altele și cu viteză atomi de zăbrele și direcția de mișcare sunt schimbate tot timpul, astfel încât curentul în cristal nu este.

Sub influența tensiunii aplicate cristalelor într-un câmp electric în acesta. Mișcarea a ordonat purtătorilor de sarcină: electronii se deplasează către electrodul pozitiv, o gaura - la negativ. Atunci când acest lucru nu se oprește mișcarea termică a purtătorilor de sarcină, care apar din cauza coliziunii lor cu atomii de semiconductoare și impurității.

mișcare direcțională de purtători de sarcină sub o intensitate a câmpului electric se numește derivă. un curent indus de mișcarea - un curent de drift. În acest caz, caracterul curent poate fi în format electronic, dacă aceasta este cauzată de mișcarea de electroni, sau gaura, în cazul în care este creată prin mutarea găurile direcționale.

Viteza medie a purtătorilor de sarcină în câmpul electric este direct proporțională cu intensitatea câmpului electric:

M Coeficientul de proporționalitate se numește mobilitatea electronilor (mil) și găuri (mp). electroni liberi se deplaseze în spațiul dintre punctele de cristal cu zăbrele și găuri - prin legături covalente, astfel încât viteza medie, și, prin urmare, mobilitatea electronilor este mai mare decât gaura. In purtător de mobilitate siliciu mai mică decât cea a germaniu.

În semiconductori intrinseci concentrațiile de electroni și gaura sunt aceleași, dar din cauza diferitelor mobilitatea lor a componentei electronice a curentului peste gaura. electroni și gaura Concentrațiile de impurități semiconductoare diferă semnificativ, caracterul curent este determinat de purtători majoritari: un semiconductori de tip p - găuri și semiconductori de tip n - electroni.

Atunci când probabilitatea de densitate purtătoare neuniforma de coliziune lor unul cu celălalt mai mult în stratul semiconductor, unde concentrația lor este mai mare. Efectuarea mișcarea termică aleatorie a purtătorilor de sarcină sunt deviate spre lateral, acolo unde este mai mic numărul de coliziuni, adică deplasa în direcția reducerii concentrației acestora.

mișcarea direcțională a purtătorilor de sarcină din stratul cu o concentrație mai mare de ele în stratul în care concentrația este mai mică, se numește difuzie. un curent cauzate de acest fenomen, - un curent de difuzie. Acest curent, precum și în derivă, pot fi electroni sau gaura.

Gradul de distribuție inegală a purtătorilor de sarcină se caracterizează printr-un gradient de concentrație; este definit ca raportul dintre schimbarea concentrației de a schimba distanța la care apare. Cea mai mare gradient de concentrație, adică mai clară decât este schimbat, cu atât mai mult curentul de difuzie.

Electronii se deplasează din stratul cu o concentrație ridicată în stratul cu o concentrație mică măsură ce se deplasează recombina cu găuri, și invers, un strat imprastierea având o concentrație redusă de găuri recombina cu electroni. În acest caz, concentrația de purtător în exces scade.

Legate de intrări:

none găsit