高二物理競賽非平衡載流子的運(yùn)動(dòng)課件

1、非平衡載流子的運(yùn)動(dòng)非平衡載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散電流非平衡載流子的擴(kuò)散擴(kuò)散流密度：單位時(shí)間通過垂直于單位面積的載流子數(shù)，用Sp表示xΔp(x)0xx+ΔxAB梯度方向擴(kuò)散流方向dx表面光照，非平衡（少數(shù)）載流子向內(nèi)部擴(kuò)散，并在擴(kuò)散過程中發(fā)生復(fù)合。

考慮厚度為dx的一層擴(kuò)散使非平衡少數(shù)載流子增加復(fù)合使非平衡少數(shù)載流子減少形成穩(wěn)定分布一維穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散方程普遍解：（非平衡載流子的擴(kuò)散長度）

典型樣品的分析(1)厚樣品W>>Lp

W＞＞Lpxhν當(dāng)時(shí)：代入邊界條件：Lp:擴(kuò)散長度就是非平衡載流子從注入表面向體內(nèi)邊擴(kuò)散邊復(fù)合，其濃度由(△p)0降低到(△p)0/e所經(jīng)過的距離。x△p0Lp表面處空穴擴(kuò)散流密度向內(nèi)擴(kuò)散的空穴流的大小如同表面的空穴以Dp/Lp的速度向內(nèi)運(yùn)動(dòng)一樣。Lp

：標(biāo)志著非平衡載流子深入樣品的平均距離非平衡載流子的平均擴(kuò)散距離是：若同時(shí)有表面復(fù)合，應(yīng)如何處理？w注入抽出(2)樣品厚度一定電場作用或表面復(fù)合當(dāng)w<<Lp，即w/Lp<<1時(shí)，上式簡化為：常數(shù)擴(kuò)散流密度是一常數(shù)，非平衡載流子在樣品中沒有復(fù)合——三極管基區(qū)x△p0w△p0若整個(gè)薄層都有載流子產(chǎn)生，應(yīng)怎樣處理？？非平衡載流子的擴(kuò)散電流密度

電子擴(kuò)散電流密度：空穴擴(kuò)散電流密度：

載流子擴(kuò)散三維情況探針注入情況此時(shí)非平衡載流子沿著徑向方向擴(kuò)散△p只是半徑r的函數(shù)，令采用球坐標(biāo)系則有探針注入當(dāng)r=r0時(shí)：徑向運(yùn)動(dòng)本身就引起載流子的擴(kuò)散在邊界處，沿徑向的擴(kuò)散流密度在數(shù)值上等于：相比，多了一項(xiàng)，表明這里的擴(kuò)散效率要比平面情況高，原因是與平面運(yùn)動(dòng)相比,徑向運(yùn)動(dòng)本身引起載流子的濃度梯度，增加了擴(kuò)散效率。特別是當(dāng)r0<<Lp時(shí)，幾何形狀所引起的擴(kuò)散的效果是十分顯著的，遠(yuǎn)超過復(fù)合所引起的擴(kuò)散(第二項(xiàng))。與一維情況相比非平衡載流子的漂移運(yùn)動(dòng)和漂移電流非平衡載流子的漂移和擴(kuò)散擴(kuò)散和漂移同時(shí)存在時(shí)：小注入情況下：

（1）漂移電流是多子的主要電流形式。（2）擴(kuò)散電流是少子的主要電流形式。愛因斯坦關(guān)