平衡半导体的导电机理
时间：2023-06-03 08:00:49
半导体的导电机理与金属导体导电机理有本质上的区别。在金属导体中，只有自由电子一种载流子参与导电，而在半导体中则是本征激发下的自由电子和复合运动形成的空穴两种载流子同时参与导电。两种载流子电量相等、符号相反，即自由电子载流子和空穴载流子的运动方向相反。
在半导体中，当外作用被撤除时，注入的非平衡载流子就会逐渐消失，半导体回到原来的平衡状态。这一过程称为非平衡载流子的复合。非平衡载流子寿命常称为少数载流子寿命。
载流子的运动可以通过扩散和漂移来描述。在非平衡载流子的存在下，载流子浓度可以在空间上分布不均匀，从而发生扩散。扩散流密度可以通过扩散长度来描述。扩散长度是指少数载流子扩散到原来浓度的1/e处所需要的距离。在加入漂移运动的情况下，总电流密度可以分为漂移贡献与扩散贡献两部分。
连续性方程反映了少子的运动规律，是研究半导体器件原理的基本方程之一。对于半导体中的载流子运动，可以使用三维的连续性方程进行描述。其中，空穴贡献的电流密度可以用 \bold{J}_p 表示。
在半导体中，扩散和漂移是影响载流子运动的两个主要因素。扩散是指载流子由高浓度区域向低浓度区域移动的过程，而漂移是指由于电场的存在，导致载流子的偏移运动。
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