Дрейфовый ток, подвижность носителей зарядов |
Схемотехника | |||
В полупроводниках свободные электроны и дырки находятся в состоянии хаотического движения. Поэтому, если выбрать произвольное сечение внутри объема полупроводника и подсчитать число носителей зарядов, проходящих через это сечение за единицу времени слева направо и справа налево, значения этих чисел окажутся одинаковыми. Это означает, что электрический ток в данном объеме полупроводника отсутствует. При помещении полупроводника в электрическое поле на хаотическое движение носителей зарядов накладывается составляющая направленного движения. Направленное движение носителей зарядов в электрическом поле обусловливает появление тока, называемого дрейфовым током. Из-за столкновения носителей зарядов с атомами кристаллической решетки их движение в направлении действия электрического поля будет прерывистым. Такое движение может быть охарактеризовано средней скоростью движения носителей зарядов в направлении действия электрического поля. Средняя скорость движения носителей зарядов в поле единичной напряженности называется подвижностью или коэффициентом подвижности носителей заряда. Подвижность носителей заряда зависит от механизма их рассеяния в кристаллической решетке. Подвижности электронов (\(\mu_n\)) и дырок (\(\mu_p\)) в полупроводнике имеют различное значение (\(\mu_n > \mu_p\)) и определяются температурой и концентрацией примесей. Увеличение температуры приводит к уменьшению подвижности, что зависит от числа столкновений носителей зарядов в единицу времени. Зная подвижность и концентрацию носителей зарядов в полупроводнике, можно легко определить его удельную электропроводность (\(\sigma\)): \(\sigma=\sigma_n+\sigma_p=q\left(n\mu_n+p\mu_p\right)\), где \(\sigma_n\) ,\(\sigma_p\) — электронная и дырочная составляющие электропроводности,
\(n = p = n_i \), \(\sigma_i=qn_i\left(\mu_n+\mu_p\right)\).
\(\sigma\approx\sigma_n=qn_{n0}\mu_n\).
\(\sigma\approx\sigma_p=qp_{p0}\mu_p\), где \(n_{n0}\) и \(p_{p0}\) — концентрации электронов и дырок в полупроводнике
|
Все права защищены © Алексей Ровдо, 1994-2023. Перепечатка возможна только по согласованию с владельцем авторских прав. admin@club155.ru