非平衡载流子的扩散运动

非平衡载流子的扩散运动第一页，共二十五页，编辑于2023年，星期二Dn---电子扩散系数（electrondiffusioncoefficients）---单位时间在小体积Δx·1中积累的电子数扩散定律第二页，共二十五页，编辑于2023年，星期二----在x附近，单位时间、单位体积中积累的电子数稳态时，积累=损失稳态扩散方程第三页，共二十五页，编辑于2023年，星期二三维球坐标第四页，共二十五页，编辑于2023年，星期二第五页，共二十五页，编辑于2023年，星期二若样品足够厚第六页，共二十五页，编辑于2023年，星期二若样品厚为W（W∞)并设非平衡少子被全部引出则边界条件为：∆n(W)=0∆n(0)=(∆n)0得第七页，共二十五页，编辑于2023年，星期二当W<<Ln时，相应的Sn=常数第八页，共二十五页，编辑于2023年，星期二空穴的扩散电流密度电子的扩散电流密度

扩散电流密度第九页，共二十五页，编辑于2023年，星期二第十页，共二十五页，编辑于2023年，星期二

在光照和外场同时存在的情况下:（2）总电流密度第十一页，共二十五页，编辑于2023年，星期二（3）EinsteinRelationship（爱因斯坦关系）平衡条件下：第十二页，共二十五页，编辑于2023年，星期二最后得同理第十三页，共二十五页，编辑于2023年，星期二5.6连续性方程指扩散和漂移运动同时存在时，少数载流子所遵守的运动方程以一维n型为例来讨论：光照ε

在外加条件下，载流子未达到稳态时，少子浓度不仅是x的函数，而且随时间t变化：*空穴积累率：空穴的扩散和漂移流密度第十四页，共二十五页，编辑于2023年，星期二空穴积累率复合率其它产生率------连续性方程讨论（1）光照恒定（2）材料掺杂均匀（3）外加电场均匀第十五页，共二十五页，编辑于2023年，星期二（4）光照恒定，且被半导体均匀吸收对于p型半导体：第十六页，共二十五页，编辑于2023年，星期二应用举例1用光照射n型半导体，并被表面均匀吸收，且gp=0

。假定材料是均匀的，且无外场作用，试写出少数载流子满足的运动方程。——非平衡少数载流子的扩散方程第十七页，共二十五页，编辑于2023年，星期二恒定光照下——稳态扩散方程第十八页，共二十五页，编辑于2023年，星期二2用恒定光照射n型半导体，并被表面均匀吸收,且gp=0。假定材料是均匀的，且外场均匀，试写出少数载流子满足的运动方程，并求解。解此时连续性方程变为方程的通解为：第十九页，共二十五页，编辑于2023年，星期二考虑到非平衡载流子是随x衰减的又其中——空穴的牵引长度空穴在寿命时间内所漂移的距离第二十页，共二十五页，编辑于2023年，星期二最后得：其中第二十一页，共二十五页，编辑于2023年，星期二电场很强电场很弱结论：由表面注入的非平衡载流子深入样品的平均距离，在电场很强时为牵引长度，而电场很弱时为扩散长度。第二十二页，共二十五页，编辑于2023年，星期二3在一块均匀的半导体材料中，用适当频率的光脉冲照射其局部区域，请分别写出没有外场和加外场时，非平衡载流子在光脉冲停止后的运动方程。没有外场：0x∆pt=0t=t1t=t2第二十三页，共二十五页，编辑于2023年，星期二有外场：0x∆pt=0t=t1At=t2第二十四页，共二十五页，编辑于2023年，星期二4稳态下的表面复合

稳定光照射在一块均匀掺杂的n型半导体中均匀产生非平衡载流子，产生