固體物理學(xué)_半導(dǎo)體電子論之電導(dǎo)和霍耳效應(yīng)

1、07_04_電導(dǎo)和霍耳效應(yīng) 半導(dǎo)體電子論07_04 電導(dǎo)和霍耳效應(yīng)電導(dǎo)和霍耳效應(yīng) 1 半導(dǎo)體電導(dǎo)率半導(dǎo)體電導(dǎo)率 在一般電場(chǎng)情況下，半導(dǎo)體的導(dǎo)電服從歐姆定律在一般電場(chǎng)情況下，半導(dǎo)體的導(dǎo)電服從歐姆定律jEnqpqjvv 為電導(dǎo)率為電導(dǎo)率 半導(dǎo)體中可以同時(shí)有兩種載流子半導(dǎo)體中可以同時(shí)有兩種載流子vv, 空穴和電子在外場(chǎng)下獲得的空穴和電子在外場(chǎng)下獲得的平均漂移速度平均漂移速度電流密度電流密度01/1007_04_電導(dǎo)和霍耳效應(yīng) 半導(dǎo)體電子論vEvE,平均漂移速度和外場(chǎng)的關(guān)系平均漂移速度和外場(chǎng)的關(guān)系 空穴和電子的空穴和電子的遷移率遷移率歐姆定律歐姆定律EpqEnqjpqnq電導(dǎo)率電導(dǎo)率 vpqvnqj電

2、流密度電流密度07_04_電導(dǎo)和霍耳效應(yīng) 半導(dǎo)體電子論載流子漂移運(yùn)動(dòng)載流子漂移運(yùn)動(dòng) 是是電場(chǎng)加速電場(chǎng)加速和半導(dǎo)體中和半導(dǎo)體中散射散射的結(jié)果的結(jié)果散射來(lái)自于晶格振動(dòng)和雜質(zhì)散射來(lái)自于晶格振動(dòng)和雜質(zhì) 溫度較高時(shí)，晶格振動(dòng)對(duì)載流子的散射是主要的溫度較高時(shí)，晶格振動(dòng)對(duì)載流子的散射是主要的 溫度較低時(shí)，雜質(zhì)的散射是主要的溫度較低時(shí)，雜質(zhì)的散射是主要的 遷移率一方面決定于有效質(zhì)量遷移率一方面決定于有效質(zhì)量 _ 加速作用加速作用 另一方面決定于散射幾率另一方面決定于散射幾率pqnq電導(dǎo)率電導(dǎo)率 07_04_電導(dǎo)和霍耳效應(yīng) 半導(dǎo)體電子論P(yáng)pqNnq雜質(zhì)激發(fā)的范圍，主要是一種載流子雜質(zhì)激發(fā)的范圍，主要是一種載流子

3、摻雜不同的摻雜不同的Ge半導(dǎo)體半導(dǎo)體 導(dǎo)電率隨溫度變化導(dǎo)電率隨溫度變化低溫范圍低溫范圍 雜質(zhì)激發(fā)的載流子起主要作用雜質(zhì)激發(fā)的載流子起主要作用 載流子的數(shù)目與載流子的數(shù)目與 摻雜的情況有關(guān)摻雜的情況有關(guān)07_04_電導(dǎo)和霍耳效應(yīng) 半導(dǎo)體電子論2) 高溫范圍，本征激發(fā)的載流子起主要作用高溫范圍，本征激發(fā)的載流子起主要作用 載流子的數(shù)目與摻雜的情況無(wú)關(guān)載流子的數(shù)目與摻雜的情況無(wú)關(guān)3) 中間溫度區(qū)間中間溫度區(qū)間 溫度升高時(shí)，導(dǎo)電率反而下降溫度升高時(shí)，導(dǎo)電率反而下降 晶格散射作用晶格散射作用05/1007_04_電導(dǎo)和霍耳效應(yīng) 半導(dǎo)體電子論2 半導(dǎo)體的霍耳效應(yīng)半導(dǎo)體的霍耳效應(yīng) 半導(dǎo)體片置于半導(dǎo)體片置于x

4、y平面內(nèi)平面內(nèi) 電流沿電流沿x方向方向 磁場(chǎng)垂直于半導(dǎo)體片磁場(chǎng)垂直于半導(dǎo)體片 空穴導(dǎo)電空穴導(dǎo)電P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 載流子受到洛倫茲力載流子受到洛倫茲力BvqFzxyBqvF07_04_電導(dǎo)和霍耳效應(yīng) 半導(dǎo)體電子論半導(dǎo)體片兩端形成正負(fù)電荷的積累，產(chǎn)生靜電場(chǎng)半導(dǎo)體片兩端形成正負(fù)電荷的積累，產(chǎn)生靜電場(chǎng)yEzxyBqvqE xxpqvj zxyBjpqE1達(dá)到穩(wěn)恒，滿足達(dá)到穩(wěn)恒，滿足電流密度電流密度電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度1pq 霍耳系數(shù)霍耳系數(shù)07_04_電導(dǎo)和霍耳效應(yīng) 半導(dǎo)體電子論 電子導(dǎo)電的電子導(dǎo)電的N半導(dǎo)體半導(dǎo)體 zxyBjnqE1電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度1nq 霍耳系數(shù)霍耳系數(shù)07_04_電導(dǎo)和霍耳效應(yīng) 半導(dǎo)體電子論 半導(dǎo)體的霍耳系數(shù)與載流子濃度成反比半導(dǎo)體的霍耳系數(shù)與載流子濃度成反比 半導(dǎo)體的霍耳效應(yīng)比金屬?gòu)?qiáng)得多半導(dǎo)體的霍耳效應(yīng)比金屬?gòu)?qiáng)得多 測(cè)量霍耳系數(shù)可以直接測(cè)得載流子濃度測(cè)量霍耳系數(shù)可以直接測(cè)得載流子濃度 確定載流子的種類確定載流子的種類霍耳系數(shù)為正霍耳系數(shù)為正 空穴導(dǎo)電空穴導(dǎo)電霍耳系數(shù)為負(fù)霍耳系數(shù)為負(fù) 電子導(dǎo)電電子導(dǎo)電zxyBjpqE1zxyBjnqE11nq 霍耳系數(shù)霍耳系數(shù)1pq 霍耳系數(shù)霍耳系數(shù)07_04_電導(dǎo)和霍耳效應(yīng) 半導(dǎo)體電子論 將將電導(dǎo)電導(dǎo)和和載流子濃度載流子濃