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扩散电流

扩散电流半导体中因载流子(空穴自由电子扩散作用引起的电流。 半导体中的扩散电流可以与由于电场形成的漂移电流同向或者反向。在一个平衡状态的PN结中,耗尽层的正向扩散电流和反向扩散电流平衡,因而净电流为零。可以用漂移–扩散方程来统一描述扩散电流和漂移电流。[1]

掺杂材料的扩散常数可以通过Haynes–Shockley experiment英语Haynes–Shockley experiment确定。

介绍 编辑

扩散电流与漂移电流 编辑

下面是这两种电流的对比:

扩散电流 漂移电流
在半导体上没有外加电场的时候也存在扩散电流。 漂移电流取决于加在PN结二极管上的电场。
对于空穴和自由电子产生的电流,分别由常数 Dp 和 Dn,以及 +q 和 −q 决定, 但与电容率无关。 取决于电容率。
扩散电流的方向取决于载流子浓度的变化,而不是载流子浓度本身。 漂移电流的方向取决于外加电场的极性。

载流子运动 编辑

扩散电流存在无需在半导体上外加电场。这是因为扩散作用是由载流子浓度的变化,而不是载流子浓度本身所引起的。载流子(空穴和自由电子)从高浓度的地方运动到低浓度的地方,这种扩散运动产生了电流,叫做扩散电流。漂移电流和扩散电流构成了半导体中的总电流。载流子浓度的变化形成梯度。由于这个梯度,半导体内产生了电场。

 
当光照在本征半导体中心上时,载流子在中间产生,并向两边扩散。由于电子(绿色)的扩散系数高于空穴(紫色),电子在中心处的堆积比空穴更少。

举例 编辑

当半导体中的载流子分布处于非平衡态时,扩散就会发生。比如半导体两端有电势差的时候,或者半导体一部分有光照产生了载流子,造成局部载流子浓度增加。如右图所示,当半导体中间有光照时,中间部分有较高载流子浓度,并向两边扩散。

参考资料 编辑

  1. ^ McGraw Hill Encyclopaedia of Physics (2nd Edition), C.B. Parker, 1994, ISBN 0-07-051400-3

扩散电流, 在半导体中因载流子, 空穴或自由电子, 扩散作用引起的电流, 半导体中的可以与由于电场形成的漂移电流同向或者反向, 在一个平衡状态的pn结中, 耗尽层的正向和反向平衡, 因而净电流为零, 可以用漂移, 扩散方程来统一描述和漂移电流, 掺杂材料的扩散常数可以通过haynes, shockley, experiment, 英语, haynes, shockley, experiment, 确定, 目录, 介绍, 与漂移电流, 载流子运动, 举例, 参考资料介绍, 编辑与漂移电流, 编辑, 下面是这两种电流的. 扩散电流在半导体中因载流子 空穴或自由电子 扩散作用引起的电流 半导体中的扩散电流可以与由于电场形成的漂移电流同向或者反向 在一个平衡状态的PN结中 耗尽层的正向扩散电流和反向扩散电流平衡 因而净电流为零 可以用漂移 扩散方程来统一描述扩散电流和漂移电流 1 掺杂材料的扩散常数可以通过Haynes Shockley experiment 英语 Haynes Shockley experiment 确定 目录 1 介绍 1 1 扩散电流与漂移电流 1 2 载流子运动 2 举例 3 参考资料介绍 编辑扩散电流与漂移电流 编辑 下面是这两种电流的对比 扩散电流 漂移电流在半导体上没有外加电场的时候也存在扩散电流 漂移电流取决于加在PN结二极管上的电场 对于空穴和自由电子产生的电流 分别由常数 Dp 和 Dn 以及 q 和 q 决定 但与电容率无关 取决于电容率 扩散电流的方向取决于载流子浓度的变化 而不是载流子浓度本身 漂移电流的方向取决于外加电场的极性 载流子运动 编辑 扩散电流存在无需在半导体上外加电场 这是因为扩散作用是由载流子浓度的变化 而不是载流子浓度本身所引起的 载流子 空穴和自由电子 从高浓度的地方运动到低浓度的地方 这种扩散运动产生了电流 叫做扩散电流 漂移电流和扩散电流构成了半导体中的总电流 载流子浓度的变化形成梯度 由于这个梯度 半导体内产生了电场 nbsp 当光照在本征半导体中心上时 载流子在中间产生 并向两边扩散 由于电子 绿色 的扩散系数高于空穴 紫色 电子在中心处的堆积比空穴更少 举例 编辑当半导体中的载流子分布处于非平衡态时 扩散就会发生 比如半导体两端有电势差的时候 或者半导体一部分有光照产生了载流子 造成局部载流子浓度增加 如右图所示 当半导体中间有光照时 中间部分有较高载流子浓度 并向两边扩散 参考资料 编辑 McGraw Hill Encyclopaedia of Physics 2nd Edition C B Parker 1994 ISBN 0 07 051400 3 取自 https zh wikipedia org w index php title 扩散电流 amp oldid 76412967, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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