5扩散方程省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件.pptx
第五章、非平衡载流子;主要内容:;;;扩散:浓度梯度(扩散系数)
漂移:电场(迁移率)
定义?
载流子分布?;非平衡载流子运动形式为:漂移运动和扩散运动。
一、载流子扩散运动
扩散定律,载流子浓度不均匀性造成载流子扩散原因。
试验证实:扩散流正比于载流子浓度梯度:
其中Dn、Dp分别称为电子和空穴扩散系数,负号反应了扩散流方向指向载流子浓度降低方向。;§5.6非平衡载流子扩散;;;;;;漂移运动:载流子在电场作用下运动。
电场产生原因有:1、外加电场;2、因为载流子不均匀造成内部电场。
电子和空穴漂移流密度为:
总流密度:
总电流密度:
;;;所以得出:;流密度方程
电子流密度
空穴流密度
电子电流密度
空穴电流密度
连续性方程
设截面积为A,单位时间内
流入截面x空穴数为ASp(x)
经过截面x+dx流出为
ASp(x+dx)。
;因为扩散运动,单位时间单位体积积累少子空穴数是
因为漂移运动,单位时间单位体积积累少子空穴数是;单位时间单位体积复合消失空穴数
其它原因引发空穴增加为则单位体积空穴
随时间改变率:;稳态连续性方程:光照恒定,且外界原因引发载流子浓度改变
则少子浓度不随时间改变,即,此时,连续性方程为:;又假定:材料均匀,即p0不随位置改变;电场均匀,
连续性方程为:;λ解为,
非平衡载流子浓度不能随x增加无限增大,所以第一项为0
其中;;;;4、光均匀照射一个5?cmn型Si样品,电子-空穴正确产生率为5x1016cm-3s-1,样品寿命为10?s,计算光照前后样品电阻率改变及费米能级位置改变。
解:;12月7日星期二;12月7日星期二