2022-2023學(xué)年高二物理競賽課件：電場的效應(yīng)

電場的效應(yīng)

在電場不太弱時，非平衡少子的漂移和擴(kuò)散同時進(jìn)行，非平衡少子連續(xù)性方程為穩(wěn)態(tài)時Δp的分布情況，有當(dāng)電場很強(qiáng)，以致于擴(kuò)散可以忽略時，有Le為空穴在復(fù)合前因漂移運(yùn)動而深入到樣品內(nèi)的平均距離，稱為牽引長度。是在壽命時間里，非平衡空穴在電場作用下漂移的距離。電場的效應(yīng)一維穩(wěn)定漂移情況下，非平衡少子的連續(xù)性方程(7.57)即有于是求得常數(shù)A，B分別為：于是非平衡空穴在樣品中的分布為此時，擴(kuò)散流密度為即，擴(kuò)散流密度=平均濃度梯度×擴(kuò)散系數(shù) 在晶體管中，基區(qū)寬度一般比少子的擴(kuò)散長度小得多，注入少子在基區(qū)中的擴(kuò)散長度，滿足上述模型().金屬探針注入非平衡少子，在探針附近少子擴(kuò)散具有球?qū)ΨQ性。設(shè)探針尖端為半徑r0的半球面，此時擴(kuò)散為三維擴(kuò)散，因而,擴(kuò)散流密度矢量為，單位時間單位體積內(nèi)積累的空穴數(shù)為穩(wěn)定時，它應(yīng)等于空穴的復(fù)合率，即徑向擴(kuò)散情況下，非平衡少子的連續(xù)性方程所以即解得在邊界處向半導(dǎo)體內(nèi)部擴(kuò)散的流密度為這種擴(kuò)散的效率比平面注入的效率高，多一項(xiàng)DpΔp0/r0當(dāng)r0<<Lp時，幾何形狀引起的擴(kuò)散效果很大。空穴的擴(kuò)散速度=Dp/Lp，空穴的漂移速度=μpε，由二者相等可定義一臨界電場εc，即若二者都不能忽略(穩(wěn)態(tài))時，連續(xù)性方程為：一元二階常微分方程，其特解為：滿足邊界條件的解應(yīng)具有從注入點(diǎn)起,隨距離增加而衰減的性質(zhì).①對于x≥0的半無限樣品，必取λ>0的解，即λ1.a、當(dāng)ε>0時,即電場對空穴的作用是把它們由注入點(diǎn)x=0處掃向樣品內(nèi)部(x>0),此時Le>0.b、當(dāng)ε<0時,Le<0,此時電場的作用是將空穴由樣品內(nèi)部掃向注入點(diǎn).Ld為空穴的順流擴(kuò)散長度;Lu為空穴的逆流擴(kuò)散長度。顯然Ld>Lu.因此,方程的解為②對于x≤0的半無限樣品，必取λ2<0的解.因此，方程的解為例：x=0處，光照維持樣品的中點(diǎn)(x=0)處非平衡載流子濃度Δp0不變。由下圖可見,在注入點(diǎn)右邊,少子空穴為順流擴(kuò)散；在注入點(diǎn)左邊,少子空穴為逆流擴(kuò)散.

0兩邊擴(kuò)散對稱①ε<<εc時，擴(kuò)散主要,漂移影響可忽略,擴(kuò)散幾乎對稱;②