Раздел 6. Диффузия и дрейф неравновесных носителей заряда

6.1. Диффузионный и дрейфовый токи. Соотношение Эйнштейна для коэффициента диффузии носителей заряда в невырожденном полупроводнике. Время релаксации Максвелла. Диффузионная длина. Длина дрейфа. Экспериментальные данные для Ge, Si и GaAs.

6.2. Биполярный коэффициент диффузии, дрейфовая подвижность и диффузионная длина. Экспериментальные данные для Ge, Si и GaAs. Движение неравновесных носителей заряда в электрическом поле. Длина затягивания по полю и против поля. Инжекция, экстракция, аккумуляция и эксклюзия неравновесных носителей заряда.

Диффузионный и дрейфовый токи. Соотношение Эйнштейна для коэффициента диффузии носителей заряда в невырожденном полупроводнике. Время релаксации Максвелла. Диффузионная длина. Длина дрейфа. Экспериментальные данные для Ge, Si и GaAs.

Распределение избыточных концентраций неравновесных носителей во времени и пространстве (объеме образца)

В общем случае неравновесные конц носителей зависят от корд и времени, т е n=n(r,t) и p=p(r,t)

Для нахождения их распредления используется уравнение непрерывности

Уравнение непрерывности

Вводит на основании Уравнения непрерывности из электродинамики : ∂ρ_g/∂t +diVj=0 (1)

ρ_g – объемная плотность электрического заряда

j- плотность электрического тока

В проводимой среде объемный заряд не накапливается (рассасывается) в результате расходимости тока

В уравнении (1) введем процессы генерации и рекомбинации носителей.

Уравнение непрерывности для электронов:

∂(_Δn)/∂t = -1/q_n(diV jn)+Gn-Rn

Т е число e в данном V изменяется в результате переноса заряда (дрейф и диффузия), генерации и их рекомбинации.

j_n=j_dn-j_Pn

Для дырок : ∂(_Δp)/∂t = -1/(qp)(d,Vj_p)+Gp-Rp

j_p= j_dn+j_Pn

Если ∂(_Δn)/∂t=0 или : ∂(_Δp)/∂t=0 – имеем стационарное состояние