În semiconductori, electroni liberi și găuri pe stat-hodyatsya în mișcare a aleatoare. Prin urmare, dacă vom alege secțiunea arbitrar în interiorul volumului de semi-nick și contoriza numărul de purtători de sarcină care trec prin această secțiune pe unitatea de timp de la stânga la dreapta și de la dreapta la stânga, valorile acestor numere vor fi aceeași MI. Acest lucru înseamnă că un curent electric într-un volum dat deconectat semiconductoare.
Atunci când sunt plasate în semiconductor câmp electric de intensitate E pe mișcarea aleatorie a purtătorilor de sarcină este suprapusă componente direcțional zheniya mișcare. mișcarea direcțională de purtători de sarcină într-un izolator de electroni câmp determină apariția unui curent, numit direct de drift (Figura 1.6, a) Din cauza coliziunii purtătorilor de sarcină din atomii de cristal cu zăbrele mișcării lor în direcția unei lenii câmpului electric
Drift Figura 1.6 (a) și difuzie (b) curenții dintr-un semiconductor.
intermitent și caracterizat-zată mobilitate m. Mobilitatea este viteza medie în acesta. achiziței purtătorilor de sarcină în direcția de intensitatea câmpului electric E = 1 / m, m. f.
Mobilitatea purtătorilor de sarcină depinde de mecanismul dispersiei lor în rețeaua cristalină. -Tion studii indică faptul că mobilitatea electronilor mn și găuri mp au o valoare (mil> mp) diferit și determinată de temperatura și concentrația de impurități. Creșterea tem-reduce mobilitatea care temperatura care depind de numărul de coliziuni pe sită a purtătorilor de sarcină pe unitatea de timp.
Densitatea actuală în semiconductoare datorită electronilor liberi Dray-VOM sub influența unui câmp electric extern de electroni, cu o viteză medie. definit prin expresia.
Cilindree (deplasare) a găurilor din banda de valență cu mass-media, se creează o viteză într-un curent gaură semiconductor a cărui densitate. Prin urmare, curentul total de densitate unicitatii în semiconductor cuprinde un jn electronic și componentele gaura JP și suma lor este egală cu (n și p - concentrația de electroni și goluri, respectiv).
Substituind expresia pentru relația set-densitate de curent la viteza medie a electronilor și găurile (1.11), obținem în
Dacă vom compara expresia (1.12), cu legea lui Ohm j = SE, conductivitatea definit-semiconductor dorit să stabilească relația
În semiconductor cu propria concentrația sa gaură de electroni concentrație Conductivitatea electrică este egală cu (ni = pi), iar conductivitatea sa este determinată de expresie zheniem
Într-un semiconductor de tip n>. și conductivitatea sa cu suficientă precizie mo-Jette fi definită prin expresia
Într-un semiconductor p-type>. și un semiconductor specific de electroni conductivitate
La temperaturi ridicate, concentrația electrică și găuri este semnificativ crescută datorită ruperii legăturilor covalente și, în ciuda scăderii lor mobilității, crește conductivitate ITS semiconductoare exponențial.
De asemenea, excitație termică, ceea ce duce la taxe novenă originea concentrației de echilibru sunt distribuite uniform peste volumul semiconductorului, îmbogățirea electronilor din semiconductor la o concentrație de np și găuri kami până la atingerea concentrației PN poate fi său illum-scheniem, prin iradierea fluxului de particule încărcate, introduceți-le-niem prin contactul (injecție) și altele asemenea. d. In acest caz, energia excitatoare se transmite direct transporta-lam încărcare și energia termică a rețelei cristaline rămâne aproape constantă. Prin urmare, precise hut-transportatorii nu sunt termo-ravnove cu aceste bare și așa-numitele non-echilibru. Spre deosebire de echilibru poate inegale deljatsja distribuție-semiconductor în volum (Figura 1.6, b)
După terminarea recombinării excitatoare datorate-bination de electroni și găuri, dar concentrația purtătorilor majoritari în exces descrește rapid și atinge o valoare de echilibru.
Rata de recombinare a transportatorilor neechilibru pro-proporțional concentrație în exces gaura (pn -) sau electroni (np -):
unde tp - durata de viață gaura; tn - durata de viață a electronilor. De-a lungul duratei de viață a concentrației de neechilibru uzură-ing este redus de 2,7 ori. Durata de viață a excesului purtătorilor este 0.01. 0,001 s.
purtătorilor de sarcină recombina în valoare de semi-Vodnik și pe suprafața sa. distribuția neuniformă a neechilibru taxa de uzură-Leu însoțită de difuzie a acestora față de concentrare Men-gât. Această mișcare a purtătorilor de sarcină OCU-tributuri trecerea curentului electric fiind numit prima difuzie (Figura 1.6, b).
Luați în considerare cazul unidimensional. Să semiconductive nick-electron concentrație n (x) și găuri p (x) sunt coordonatele funcțiilor Xia. Acest lucru va conduce la o mișcare de difuziune mii de găuri și electronii din regiune, cu o mai mare concentrare a acestora la o concentrație mai mică.
mișcarea de difuzie a purtătorilor de sarcină care trec Liban curent obuslov-difuzie a electronilor și găuri, a cărui densitate este determinată de relațiile Xia:
unde dn (x) / dx, dp (x) / dx - gradienti de electroni și concentrațiile găurilor; Dn. Dp - coeficienții de difuzie de electrice și găuri.
Gradientul de concentrație Gradul Character-zuet de distribuție inegală a taxe (electroni și goluri) în semiconductor de-a lungul o direcție aleasă (în acest caz, de-a lungul axei x). Coeficienții de difuzie a indica numărul de purtători de sarcină pe cross-time zonă de frontieră unitate SED perpendicular pe direcția leniyu selectată, cu gradient de concentrație în această direcție, egală cu o prefectura. coeficienţii
difuzie asociată cu ecuații purtătorilor de sarcină mobile ale lui Einstein:
De „minus“, în expresia (1.14) înseamnă protivopo fals direcție curenții electrici în semi-Vodniki mișcarea de difuziv de electroni și găuri în direcția reducerii concentrațiilor acestora.
Dacă există un semiconductor și gradientul câmpului și concentrare electrică de transport care trec curent vor avea componente de drift și difuzie. În acest caz, densitatea de curent se calculează prin următoarele ecuații conductive-: