光注入非平衡载流子.ppt

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爱因斯坦关系式
半导体物理 Semiconductor Physics
外加电场下平衡及非平衡载流子漂移电流密度
半导体物理 Semiconductor Physics
同时存在扩散电流和漂移电流时
一维
E
外加电场
光照
半导体物理 Semiconductor Physics
迁移率是反映载流子在电场作用下运动难易程度的物理量，而扩散系数是反映存在浓度梯度时载流子运动的难易程度的量，爱因斯坦找到了两者之间的定量关系，这个关系就是爱因斯坦关系式
半导体物理 Semiconductor Physics
以一维情况为例
考虑一块处于热平衡状态的非均匀的n型半导体，其中施主浓度随x增加而下降，电子和空穴浓度x函数n0(x) 。由于浓度梯度的存在，载流子扩散产生电流，扩散电流密度为
平衡的非简并半导体
半导体物理 Semiconductor Physics
施主杂质不能移动，电子的扩散在体内产生内电场，导致电子漂移电流：
平衡条件下，不存在宏观电流
不加外电场！
半导体物理 Semiconductor Physics
联立
得
内部电势也是x的函数
半导体物理 Semiconductor Physics
计入静电势能后，非简并下电子浓度公式
求导
半导体物理 Semiconductor Physics
这就是爱因斯坦关系式，它表明了非简并情况下载流子迁移率和扩散系数之间的关系
由平衡载流子推导出，但是实验证明，可直接应用于非平衡载流子
利用爱因斯坦关系式，已知迁移率，可求扩散系数
半导体物理 Semiconductor Physics
扩散运动和漂移运动同时存在时少数载流子遵守的运动方程：连续性方程式