半導體中的漂移電流主要與什麼有關
⑴ 漂移電流是什麼電流他由什麼載流子形成其大小與什麼有關
漂移電流是復在pn結中,由於p區空制穴較多,n'區電子較多,所以電子由n區擴散到p區.p區空穴可以由p區擴散到n區.這樣就會形成一個空間電荷區,空間電荷區中p空穴漂移到n區留下帶負電的原子核,同理n區有帶正電的原子核.兩者會形成一個自建電場,在這個自建電場下,空穴電子又會向相反方向做漂移運動.這個漂移運動產生的電流叫漂移電流.
是由這兩種載流子形成的.大小與摻雜濃度,外加電勢大小和方向,以及溫度有關系.
⑵ 漂移電流是什麼電流他由什麼載流子形成其大小與什麼有關
在半導體PN結的空間電荷區上形成了一個有N指向P區的內電場內,在該內電場的作用下,電子由容P去被送回N區,形成了和擴散電流相反的電子運動,該運動形成的電流就稱為漂移電流。
漂移電流的大小和內電場大小有關,內電場越大、漂移電流越大。
⑶ 模擬電子技術基礎中漂移電流的形成與什麼因素有關
模擬電子抄技術中漂移電流的襲形成與少數載流子有關。漂移電流就是反向漏電流。很多情況下,少數載流子、漂移電流及反向漏電流都可以忽略不計。所以傳統的模擬電子技術基礎教科書片面強調少數載流子及漂移電流,忽略至關重要的PN結自由電子擴散勢,是嚴重錯誤的,恰好是結果是揀了芝麻丟了西瓜,把模電書寫的迷迷瞪瞪,糊弄了讀者。很多大學模擬電子技術課程考試及格率只有20%~30%,與此有直接關系。
現在,已經有越來越多的作者發現了這個大錯誤,新模擬電子技術教科書開始用擴散勢與內電場內建電勢相平衡來解釋PN結內電場的形成。典型的就是元增民寫作的《模擬電子技術》中國電力出版社、《模擬電子技術》修訂版,清華大學出版社,以及《模擬電子技術簡明教程》清華大學出版社2014,已經為國內十幾個大學模電教學選用,還為銀孚、磁針等注冊電氣工程師執業資格考試模數電培訓採用,獲得很好效果。大學生課程考試徹底扭轉了了考試及格率低下的窘局,及格率達到95%以上,注電基礎考試通過率是全國平均值的3倍以上,學生(學員)歡天喜地。
⑷ 在PN結原理講解中,漂移電流和擴散電流平衡,怎麼理解呀
1、漂移電流的理解:
在一個PN結二極體中,電子和空穴分別是P區和N區的少數載流子。由於載流子的擴散形成的從P到N區的擴散電流,恰好能與等量相反的漂移電流平衡。 在一個偏置的PN結中,漂移電流與偏置無關,這是因為少數載流子的數量與偏置電壓無關。但由於少數載流子可以通過升溫產生,漂移電流是和溫度有關的。
2、擴散電流平衡的理解:
pn結中多子從濃度大向濃度小的區域擴散,稱擴散運動,擴散運動產生擴散電流。與之相對的有漂移運動,少子向對方漂移,稱漂移運動 漂移運動產生漂移電流。
從N區漂移到P區的空穴補充了原來交界面上P區所失去的空穴,從P區漂移到N區的電子補充了原來交界面上N區所失去的電子,這就使空間電荷減少,內電場減弱。因此,漂移運動的結果是使空間電荷區變窄,擴散運動加強。最後,多子的擴散和少子的漂移達到動態平衡。
(4)半導體中的漂移電流主要與什麼有關擴展閱讀:
PN結特性概述
從PN結的形成原理可以看出,要想讓PN結導通形成電流,必須消除其空間電荷區的內部電場的阻力。很顯然,給它加一個反方向的更大的電場,即P區接外加電源的正極,N區結負極,就可以抵消其內部自建電場,使載流子可以繼續運動,從而形成線性的正向電流。
而外加反向電壓則相當於內建電場的阻力更大,PN結不能導通,僅有極微弱的反向電流(由少數載流子的漂移運動形成,因少子數量有限,電流飽和)。
當反向電壓增大至某一數值時,因少子的數量和能量都增大,會碰撞破壞內部的共價鍵,使原來被束縛的電子和空穴被釋放出來,不斷增大電流,最終PN結將被擊穿(變為導體)損壞,反向電流急劇增大。
這就是PN結的特性(單向導通、反向飽和漏電或擊穿導體),也是晶體管和集成電路最基礎、最重要的物理原理,所有以晶體管為基礎的復雜電路的分析都離不開它。
比如二極體就是基於PN結的單向導通原理工作的;而一個PNP結構則可以形成一個三極體,裡麵包含了兩個PN結。二極體和三極體都是電子電路裡面最基本的元件。
⑸ 二極體中電子、空穴的擴散與漂移有什麼區別
在P區多數載流子是空穴,同時有少數載流子(就是電子)存在。N區情形相反。在外電場作用下,多子將向PN結移動,結果使空間電荷區變窄,內電場被削弱,有利於多子的擴散而不利於少子的漂移,擴散運動起主要作用。結果,P區的多子空穴將源源不斷的流向N區,而N區的多子自由電子亦不斷流向P區,這兩股載流子的流動就形成了PN結的正向電流。 多數載流子移動時擴散,少數載流子移動時漂移。 半導體加上電場,作為載流子的正空穴和自由電子就會受到電場的作用力,於是空穴就會順著電場的方向移動,自由電子則朝電場的反向移動,從而出現電流。此電流被稱為漂移電流。 半導體中載流子的多少常用濃度來衡量,而且載流子會從濃度高的部位向濃度低的部位擴散。正空穴會從濃度高的部位向濃度低的部位擴散,這就像水中滴人一滴墨水,然後墨水會在水中慢慢地擴散。半導體中的這種載流子的擴散移動被稱為擴散電流。
⑹ 漂移電流是什麼電流他由什麼載流子形成其大小與什麼有關
有半導體PN結內電場作用下載流子運動形成的電流稱為「漂移」電流。其大小與「結」內電場大小、可供漂移的載流子濃度有關,該內電場越大、可供漂移的載流子濃度越高,其所形成的漂移電流越大。
⑺ 半導體cd大小與電流的關系
.1 半導體物理基礎
本章從半導體器件的工作機理出發,簡單介紹半導體物理基礎知識,包括本徵半導體,雜質半導體,PN結;分別討論晶體二極體的特性和典型應用電路,雙極型晶體管和場效應管的結構,工作機理,特性和應用電路,重點是掌握器件的特性.
媒質
導體:對電信號有良好的導通性,如絕大多數金屬,電解液,以及電離氣體.
絕緣體:對電信號起阻斷作用,如玻璃和橡膠,其電阻率介於108 ~ 1020 ·m.
半導體:導電能力介於導體和絕緣體之間,如硅 (Si) ,鍺 (Ge) 和砷化鎵 (GaAs) .
半導體的導電能力隨溫度,光照和摻雜等因素發生顯著變化,這些特點使它們成為製作半導體元器件的重要材料.
4.1.1 本徵半導體
純凈的硅和鍺單晶體稱為本徵半導體.
硅和鍺的原子最外層軌道上都有四個電子,稱為價電子,每個價電子帶一個單位的負電荷.因為整個原子呈電中性,而其物理化學性質很大程度上取決於最外層的價電子,所以研究中硅和鍺原子可以用簡化模型代表 .
每個原子最外層軌道上的四個價電子為相鄰原子核所共有,形成共價鍵.共價鍵中的價電子是不能導電的束縛電子.
價電子可以獲得足夠大的能量,掙脫共價鍵的束縛,游離出去,成為自由電子,並在共價鍵處留下帶有一個單位的正電荷的空穴.這個過程稱為本徵激發.
本徵激發產生成對的自由電子和空穴,所以本徵半導體中自由電子和空穴的數量相等.
價電子的反向遞補運動等價為空穴在半導體中自由移動.因此,在本徵激發的作用下,本徵半導體中出現了帶負電的自由電子和帶正電的空穴,二者都可以參與導電,統稱為載流子.
自由電子和空穴在自由移動過程中相遇時,自由電子填入空穴,釋放出能量,從而消失一對載流子,這個過程稱為復合,
平衡狀態時,載流子的濃度不再變化.分別用ni和pi表示自由電子和空穴的濃度 (cm-3) ,理論上
其中 T 為絕對溫度 (K) ;EG0 為T = 0 K時的禁帶寬度,硅原子為1.21 eV,鍺為0.78 eV;k = 8.63 10- 5 eV / K為玻爾茲曼常數;A0為常數,硅材料為3.87 1016 cm- 3 K- 3 / 2,鍺為1.76 1016 cm- 3 K- 3 / 2.
4.1.2 N 型半導體和 P 型半導體
本徵激發產生的自由電子和空穴的數量相對很少,這說明本徵半導體的導電能力很弱.我們可以人工少量摻雜某些元素的原子,從而顯著提高半導體的導電能力,這樣獲得的半導體稱為雜質半導體.根據摻雜元素的不同,雜質半導體分為 N 型半導體和 P 型半導體.
一,N 型半導體
在本徵半導體中摻入五價原子,即構成 N 型半導體.N 型半導體中每摻雜一個雜質元素的原子,就提供一個自由電子,從而大量增加了自由電子的濃度一一施主電離
多數載流子一一自由電子
少數載流子一一空穴
但半導體仍保持電中性
熱平衡時,雜質半導體中多子濃度和少子濃度的乘積恆等於本徵半導體中載流子濃度 ni 的平方,所以空穴的濃度 pn為
因為 ni 容易受到溫度的影響發生顯著變化,所以 pn 也隨環境的改變明顯變化.
自由電子濃度
雜質濃度
二,P 型半導體
在本徵半導體中摻入三價原子,即構成 P 型半導體.P 型半導體中每摻雜一個雜質元素的原子,就提供一個空穴,從而大量增加了空穴的濃度一一受主電離
多數載流子一一空穴
少數載流子一一自由電子
但半導體仍保持電中性
而自由電子的濃度 np 為
環境溫度也明顯影響 np 的取值.
空穴濃度
摻雜濃庹
4.1.3 漂移電流和擴散電流
半導體中載流子進行定向運動,就會形成半導體中的電流.
半導體電流
半導體電流
漂移電流:在電場的作用下,自由電子會逆著電場方向漂移,而空穴則順著電場方向漂移,這樣產生的電流稱為漂移電流,該電流的大小主要取決於載流子的濃度,遷移率和電場強度.
擴散電流:半導體中載流子濃度不均勻分布時,載流子會從高濃度區向低濃度區擴散,從而形成擴散電流,該電流的大小正比於載流子的濃度差即濃度梯度的大小.
4.2 PN 結
通過摻雜工藝,把本徵半導體的一邊做成 P 型半導體,另一邊做成 N 型半導體,則 P 型半導體和 N 型半導體的交接面處會形成一個有特殊物理性質的薄層,稱為 PN 結.
4.2.1 PN 結的形成
多子擴散
空間電荷區,內建電場和內建電位差的產生
少子漂移
動態平衡
空間電荷區又稱為耗盡區或勢壘區.在摻雜濃度不對稱的 PN 結中,耗盡區在重摻雜一邊延伸較小,而在輕摻雜一邊延伸較大.
4.2.2 PN 結的單向導電特性
一,正向偏置的 PN 結
正向偏置
耗盡區變窄
擴散運動加強,漂移運動減弱
正向電流
二,反向偏置的 PN 結
反向偏置
耗盡區變寬
擴散運動減弱,漂移運動加強
反向電流
PN 結的單向導電特性:PN 結只需要較小的正向電壓,就可以使耗盡區變得很薄,從而產生較大的正向電流,而且正向電流隨正向電壓的微小變化會發生明顯改變.而在反偏時,少子只能提供很小的漂移電流,並且基本上不隨反向電壓而變化.
4.2.3 PN 結的擊穿特性
當 PN 結上的反向電壓足夠大時,其中的反向電流會急劇增大,這種現象稱為 PN 結的擊穿.
雪崩擊穿:反偏的 PN 結中,耗盡區中少子在漂移運動中被電場作功,動能增大.當少子的動能足以使其在與價電子碰撞時發生碰撞電離,把價電子擊出共價鍵,產生一對自由電子和空穴,連鎖碰撞使得耗盡區內的載流子數量劇增,引起反向電流急劇增大.雪崩擊穿出現在輕摻雜的 PN 結中.
齊納擊穿:在重摻雜的 PN 結中,耗盡區較窄,所以反向電壓在其中產生較強的電場.電場強到能直接將價電子拉出共價鍵,發生場致激發,產生大量的自由電子和空穴,使得反向電流急劇增大,這種擊穿稱為齊納擊穿.
PN 結擊穿時,只要限制反向電流不要過大,就可以保護 PN 結不受損壞.
PN 結擊穿
4.2.4 PN 結的電容特性
PN 結能夠存貯電荷,而且電荷的變化與外加電壓的變化有關,這說明 PN 結具有電容效應.
一,勢壘電容
CT0為 u = 0 時的 CT,與 PN 結的結構和摻雜濃度等因素有關;UB為內建電位差;n 為變容指數,取值一般在 1 / 3 ~ 6 之間.當反向電壓 u 絕對值增大時,CT 將減小.
二,擴散電容
PN 結的結電容為勢壘電容和擴散電容之和,即 Cj = CT + CD.CT 和 CD 都隨外加電壓的變化而改變,所以都是非線性電容.當 PN 結正偏時,CD 遠大於 CT ,即 Cj CD ;反偏的 PN 結中,CT 遠大於 CD,則 Cj CT .
4.3 晶體二極體
二極體可以分為硅二極體和鍺二極體,簡稱為硅管和鍺管.
4.3.1 二極體的伏安特性一一 指數特性
IS 為反向飽和電流,q 為電子電量 (1.60 10- 19C) ;UT = kT/q,稱為熱電壓,在室溫 27℃ 即 300 K 時,UT = 26 mV.
一,二極體的導通,截止和擊穿
當 uD > 0 且超過特定值 UD(on) 時,iD 變得明顯,此時認為二極體導通,UD(on) 稱為導通電壓 (死區電壓) ;uD 0.7 V時,D處於導通狀態,等效成短路,所以輸出電壓uo = ui - 0.7;當ui 0時,D1和D2上加的是正向電壓,處於導通狀態,而D3和D4上加的是反向電壓,處於截止狀態.輸出電壓uo的正極與ui的正極通過D1相連,它們的負極通過D2相連,所以uo = ui;當ui 0時,二極體D1截止,D2導通,電路等效為圖 (b) 所示的反相比例放大器,uo = - (R2 / R1)ui;當ui 0時,uo1 = - ui,uo = ui;當ui 2.7 V時,D導通,所以uo = 2.7 V;當ui < 2.7 V時,D截止,其支路等效為開路,uo = ui.於是可以根據ui的波形得到uo的波形,如圖 (c) 所示,該電路把ui超出2.7 V的部分削去後進行輸出,是上限幅電路.
[例4.3.7]二極體限幅電路如圖 (a) 所示,其中二極體D1和D2的導通電壓UD(on) = 0.3 V,交流電阻rD 0.輸入電壓ui的波形在圖 (b) 中給出,作出輸出電壓uo的波形.
解:D1處於導通與截止之間的臨界狀態時,其支路兩端電壓為 - E - UD(on) = - 2.3 V.當ui - 2.3 V時,D1截止,支路等效為開路,uo = ui.所以D1實現了下限幅;D2處於臨界狀態時,其支路兩端電壓為 E + UD(on) = 2.3 V.當ui > 2.3 V時,D2導通,uo = 2.3 V;當ui < 2.3 V時,D2截止,支路等效為開路,uo = ui.所以D2實現了上限幅.綜合uo的波形如圖 (c) 所示,該電路把ui超出 2.3 V的部分削去後進行輸出,完成雙向限幅.
限幅電路的基本用途是控制輸入電壓不超過允許范圍,以保護後級電路的安全工作.設二極體的導通電壓UD(on) = 0.7 V,在圖中,當 - 0.7 V < ui 0.7 V時,D1導通,D2截止,R1,D1和R2構成迴路,對ui分壓,集成運放輸入端的電壓被限制在UD(on) = 0.7 V;當ui < - 0.7 V時,D1截止,D2導通, R1,D2和R2
構成迴路,對ui分壓,集成運放輸入端的電壓被限制在 - UD(on) = - 0.7 V.該電路把ui限幅到 0.7 V到 - 0.7 V之間,保護集成運放.
圖中,當 - 0.7 V < ui 5.7 V時,D1導通,D2截止,A / D的輸入電壓被限制在5.7 V;當ui < - 0.7 V時,D1截止,D2導通,A / D的輸入電壓被限制在 - 0.7 V.該電路對ui的限幅范圍是 - 0.7 V到 5.7 V.
[例4.3.8]穩壓二極體限幅電路如圖 (a) 所示,其中穩壓二極體DZ1和DZ2的穩定電壓UZ = 5 V,導通電壓UD(on) 近似為零.輸入電壓ui的波形在圖 (b) 中給出,作出輸出電壓uo的波形.
解:當 | ui | 1 V時,DZ1和DZ2一個導通,另一個擊穿,此時反饋電流主要流過穩壓二極體支路,uo穩定在 5 V.由此得到圖 (c) 所示的uo波形.
圖示電路為單運放弛張振盪器.其中集成運放用作反相遲滯比較器,輸出電源電壓UCC或 - UEE,R3隔離輸出的電源電壓與穩壓二極體DZ1和DZ2限幅後的電壓.仍然認為DZ1和DZ2的穩定電壓為UZ,而導通電壓UD(on) 近似為零.經過限幅,輸出電壓uo可以是高電壓UOH = UZ或低電壓UOL = - UZ.
三,電平選擇電路
[例4.3.9]圖 (a) 給出了一個二極體電平選擇電路,其中二極體D1和D2為理想二極體,輸入信號ui1和ui2的幅度均小於電源電壓E,波形如圖 (b) 所示.分析電路的工作原理,並作出輸出信號uo的波形.
解:因為ui1和ui2均小於E,所以D1和D2至少有一個處於導通狀態.不妨假設ui1 ui2時,D2導通,D1截止,uo = ui2;只有當ui1 = ui2時,D1和D2才同時導通,uo = ui1 = ui2.uo的波形如圖 (b) 所示.該電路完成低電平選擇功能,當高,低電平分別代表邏輯1和邏輯0時,就實現了邏輯"與"運算.
四,峰值檢波電路
[例4.3.10]分析圖示峰值檢波電路的工作原理.
解:電路中集成運放A2起電壓跟隨器作用.當ui > uo時,uo1 > 0,二極體D導通,uo1對電容C充電,此時集成運放A1也成為跟隨器,uo = uC ui,即uo隨著ui增大;當ui < uo時,uo1 < 0,D截止,C不放電,uo = uC保持不變,此時A1是電壓比較器.波形如圖 (b) 所示.電路中場效應管V用作復位開關,當復位信號uG到來時直接對C放電,重新進行峰值檢波.
4.4 雙極型晶體管
NPN型晶體管
PNP型晶體管
晶體管的物理結構有如下特點:發射區相對基區重摻雜;基區很薄,只有零點幾到數微米;集電結面積大於發射結面積.
一,發射區向基區注入電子
_ 電子注入電流IEN,
空穴注入電流IEP_
二,基區中自由電子邊擴散
邊復合
_ 基區復合電流IBN_
三,集電區收集自由電子
_ 收集電流ICN
反向飽和電流ICBO
4.4.1 晶體管的工作原理
晶體管三個極電流與內部載流子電流的關系:
共發射極直流電流放大倍數:
共基極直流電流放大倍數:
換算關系:
晶體管的放大能力參數
晶體管的極電流關系
描述:
描述:
4.4.2 晶體管的伏安特性
一,輸出特性
放大區(發射結正偏,集電結反偏 )
共發射極交流電流放大倍數:
共基極交流電流放大倍數:
近似關系:
恆流輸出和基調效應
飽和區(發射結正偏,集電結正偏 )
_ 飽和壓降 uCE(sat) _
截止區(發射結反偏,集電結反偏 )
_極電流絕對值很小
二,輸入特性
當uBE大於導通電壓 UBE(on) 時,晶體管導通,即處於放大狀態或飽和狀態.這兩種狀態下uBE近似等於UBE(on) ,所以也可以認為UBE(on) 是導通的晶體管輸入端固定的管壓降;當uBE 0,所以集電結反偏,假設成立,UO = UC = 4 V;當UI = 5 V時,計算得到UCB = - 3.28 V < 0,所以晶體管處於飽和狀態,UO = UCE(sat) .
[例4.4.2]晶體管直流偏置電路如圖所示,已知晶體管的UBE(on) = - 0.7 V, = 50.判斷晶體管的工作狀態,並計算IB,IC和UCE.
解:圖中晶體管是PNP型,UBE(on) = UB - UE = (UCC - IBRB) - IERE = UCC - IBRB - (1+b)IBRE = - 0.7 V,得到IB = - 37.4 A < 0,所以晶體管處於放大或飽和狀態.IC = bIB = - 1.87 mA,UCB = UC - UB = (UCC - ICRC) - (UCC - IBRB) = - 3.74 V | UGS(off) | )
uGS和iD為平方率關系.預夾斷導致uDS對iD的控制能力很弱.
可變電阻區(| uGS | | UGS(off) |且
| uDG | | UGS(off) |)
iD = 0
三,轉移特性
預夾斷
4.5.2 絕緣柵場效應管
絕緣柵場效應管記為MOSFET,根據結構上是否存在原始導電溝道,MOSFET又分為增強型MOSFET和耗盡型MOSFET.
一,工作原理
UGS = 0 ID = 0
UGS > UGS(th) 電場 反型層 導電溝道 ID > 0
UGS控制ID的大小
N溝道增強型MOSFET
N溝道耗盡型MOSFET在UGS = 0時就存在ID = ID0.UGS的增大將增大ID.當UGS - UGS(off) ,所以該場效應管工作在恆流區.圖 (b) 中是P溝道增強型MOSFET,UGS = - 5 (V) - UGS(th) ,所以該場效應管工作在可變電阻區.
解:圖 (a) 中是N溝道JFET,UGS = 0 > UGS(off) ,所以該場效應管工作在恆流區或可變電阻區,且ID
一,方波,鋸齒波發生器
4.5.5 場效應管應用電路舉例
集成運放A1構成弛張振盪器,A2構成反相積分器.振盪器輸出的方波uo1經過二極體D和電阻R5限幅後,得到uo2,控制JFET開關V的狀態.當uo1為低電平時,V打開,電源電壓E通過R6對電容C2充電,輸出電壓uo隨時間線性上升;當uo1為高電平時,V閉合,C2通過V放電,uo瞬間減小到零.
二,取樣保持電路
A1和A2都構成跟隨器,起傳遞電壓,隔離電流的作用.取樣脈沖uS控制JFET開關V的狀態.當取樣脈沖到來時,V閉合.此時,如果uo1 > uC則電容C被充電,uC很快上升;如果uo1 < uC則C放電,uC迅速下降,這使得uC = uo1,而uo1 = ui,uo = uC ,所以uo = ui.當取樣脈沖過去時,V打開,uC不變,則uo保持取樣脈沖最後瞬間的ui值.
三,相敏檢波電路
因此前級放大器稱為符號電路.
場效管截止
場效管導通
集成運放A2構成低通濾波器,取出uo1的直流分量,即時間平均值uo.uG和ui同頻時,uo取決於uG和ui的相位差,所以該電路稱為相敏檢波電路.
NPN晶體管
結型場效應管JEFT
增強型NMOSEFT
指數關系
平方律關系
場效應管和晶體管的主要區別包括:
晶體管處於放大狀態或飽和狀態時,存在一定的基極電流,輸入電阻較小.場效應管中,JFET的輸入端PN結反偏,MOSFET則用SiO2絕緣體隔離了柵極和導電溝道,所以場效應管的柵極電流很小,輸入電阻極大.
晶體管中自由電子和空穴同時參與導電,主要導電依靠基區中非平衡少子的擴散運動,所以導電能力容易受外界因素如溫度的影響.場效應管只依靠自由電子和空穴之一在導電溝道中作漂移運動實現導電,導電能力不易受環境的干擾.
場效應管的源極和漏極結構對稱,可以互換使用.晶體管雖然發射區和集電區是同型的雜質半導體,但由於製作工藝不同,二者不能互換使用.
⑻ 漂移電流是什麼電流他由什麼載流子形成其大小與什麼有關
在半導抄體PN結的空間電襲荷區上形成了一個有N指向P區的內電場,在該內電場的作用下,電子由P去被送回N區,形成了和擴散電流相反的電子運動,該運動形成的電流就稱為漂移電流。
漂移電流的大小和內電場大小有關,內電場越大、漂移電流越大。
⑼ 漂移電流是什麼電流,以及特性
漂移電流(driftcurrent) 在沒有電場作用時,半導體中載流子在運動中不時遭到散射作雜亂無章專的熱運動,並不形屬成電流。當有電場存在時,使所有載流子沿電場力方向作定向運動。這種載流子在熱運動的同時,由於電場作用而產生的沿電場力方向的定向運動稱作漂移運動。所構成的電流為漂移電流。定向運動的平均速度叫做漂移速度。在弱電場下,載流子的漂移速度v與電場強度E成正比
v=μE
式中μ是載流子遷移率,簡稱遷移率。它表示單位場強下載流子的平均漂移速度,單位是m2/V·s或cm2/V·s。遷移率數值決定於半導體能帶結構、材料中雜質和缺陷對載流子的作用、以及其中原子的熱運動等因素。通常在同一種半導體中,電子的遷移率比空穴的大。遷移率是反映半導體載流子導電能力的重要參數。
⑽ 半導體漂移電流和擴散電流的載流子(都是電子吧)在結區(空間電荷區)是如何傳遞的 結區是絕緣的啊
載流子是承載電流的粒子,可以是電子也可以是Electron hole
。
1、漂移電流的理解版:
在一個PN結二極體中,電子權和Electron hole
分別是P區和N區的少數載流子。由於載流子的擴散形成的從P到N區的擴散電流,恰好能與等量相反的漂移電流平衡。在一個偏置的PN結中,漂移電流與偏置無關,這是因為少數載流子的數量與偏置電壓無關。但由於少數載流子可以通過升溫產生,漂移電流是和溫度有關的。
2、擴散電流平衡的理解:
pn結中多子從濃度大向濃度小的區域擴散,稱擴散運動,擴散運動產生擴散電流。與之相對的有漂移運動,少子向對方漂移,稱漂移運動 漂移運動產生漂移電流。
從N區漂移到P區的Electron hole
補充了原來交界面上P區所失去的Electron hole
,從P區漂移到N區的電子補充了原來交界面上N區所失去的電子,這就使空間電荷減少,內電場減弱。因此,漂移運動的結果是使空間電荷區變窄,擴散運動加強。最後,多子的擴散和少子的漂移達到動態平衡。