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文档简介
强电场效应
强电场效应一、饱和漂移速度
⒈弱电场时:
⒉当ε>103V/cm后,成立.
⒊当ε>105V/cm后,③偏移电流密度与样品电流密度的合电流密度在稳态时为霍尔角的负值,即:偏移电流与样品电流密度的关系是一定的,即:霍尔效应的过程如下:1)当样品中存在沿x方向的外加电场εx时,产生了样品的电流密度3)从而y方向必将产生一霍尔电场,其产生的漂移电流平衡掉偏移电流,结果使y方向上的总电流为0,即:2)当在z方向施加一磁感应强度为Bz的磁场时,在y方向上将产生偏移电流二、两种载流子的霍尔效应我们定义:由x轴出发,顺时针方向旋转为负角,逆时针方向为正角,则:从动态平衡的角度考虑,稳定时,横向电流应为零,即载流子分布达到动态平衡。当有两种载流子同时存在时:①y方向上总的偏移电流为:②y方向上总的漂移电流为:③稳态时,y方向上总的电流为零,即:可见,此时霍尔系数为:三、霍尔系数与温度T的关系
对于大多数半导体,μn>μp,所以在下面的讨论中设b>1.⒈本征半导体,或者杂质半导体处于本征激发区时。由于n=p=ni,所以有在这种情况下R<0,随着温度的升高,ni增大,所以霍尔系数的绝对值减小。
②随着温度的升高,电子不断由价带激发到导带,n逐渐增加,当p=nb2时,R=0。
③温度再升高,则p<nb2,于是R<0。 所以,当温度从杂质电离区向本征区过渡时,P型半导体的霍尔系数将改变符号。⒊
N型半导体
不管在什么温度下,都有p<nb2,所以R总是小于零,不会随温度而改变符号。⒉P型半导体
①杂质电离区:导带中的电子很少,p>nb2,因此,R>0.四、霍尔系数的修正
以上得到的所有关系,都假设载流子的弛豫时间是与速度无关的常数,或者认为所有的载流子都以相同的速度做漂移运动,这显然是不符合实际情况的。在考虑电场和磁场同时作用的情形时,必须考虑每个载流子的速度分布函数。即用玻尔兹曼方程求解。
此时,从平均的效果来看,载流子偏移运动的迁移率不再等同于电导现象中的迁移率μ
n或μ
p,而可以引入一个新的迁移率—霍尔迁移率(μ
H)
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