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    半導體漂移電流和擴散電流密度怎么樣,兩種電流的總和有什么區別?

    發表時間:2022-08-29 18:10【 閱讀量:-查看手機網址
    掃一掃!半導體漂移電流和擴散電流密度怎么樣,兩種電流的總和有什么區別?掃一掃!

     漂移和擴散負責在半導體中產生電流,總電流密度是漂移電流和擴散電流的總和。


     1.漂移電流


     漂移電流源于載流子響應施加的電場而移動。正載流子(空穴)沿與電場相同的方向移動,而電荷載流子(電子)沿相反方向移動。帶電粒子的凈運動產生與外加電場方向相同的漂移電流。

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     漂移速度隨電場增加并有助于載流子遷移率μ。漂移電流遵循歐姆定律,主要受外場和電荷載流子濃度的影響。


     2.擴散電流


     電荷載流子從較高濃度移動到較低濃度會產生擴散電流。當半導體摻雜不均勻,然后存在不均勻的載流子分布或濃度梯度時,就會發生這種情況。在這種情況下,達到平衡的自然方式是通過粒子(載體)的擴散,這會產生擴散電流。該過程不需要外加電場,主要依靠高度集中在一個區域的相同電荷的載流子之間的排斥力。


     排斥力將驅動電荷載流子的擴散,導致濃度變化并最終均勻分布。初始載流子濃度也決定了擴散電流的方向——電流向初始電子濃度較高或空穴濃度較低的方向移動。很簡單,電流與空穴的方向相同,與電子的方向相反。

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     擴散電流與濃度梯度或載流子初始分布的不均勻程度成正比。由于載流子從高濃度區域擴散到低濃度區域,在電流密度方程中,+q分配給電子,-q分配給空穴。


     漂移電流是由于電荷載流子在外電場的影響下運動而產生的電流,而擴散電流是由于載流子擴散而使載流子濃度發生變化的電流。以電子為載流子,電流密度可用漂移-擴散方程表示:

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     其中q是電子電荷,μn是通過半導體晶體的載流子遷移率,n是電子濃度,Dn是擴散系數。如果施加強電場,則漂移電流將主導整個電流密度。如果沒有施加電場,則電流是由載流子濃度梯度引起的。

    此文關鍵字:漂移電流和擴散電流

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