多数载流子与少数载流子之间的关系.doc

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1、多数载流子与少数载流子之间的关系XieMeng-xian.(电子科大，成都市)在同一块半导体中，多数载流子与少数载流子是紧密关联着的一对电荷载体。它们的性质虽然大不相同（详见“多数载流子与少数载流子的特性比较”），但是它们之间的关系却非同寻常，例如：（1）载流子浓度之间有反比关系：少数载流子浓度基本上决定于本征激发过程，但是与多数载流子浓度（掺杂浓度）有关：掺杂浓度越高，少数载流子浓度就越低；掺杂浓度越低，少数载流子浓度就越高。例如，对于n型半导体，在杂质全电离情况下，可根据热平衡关系n0p0=ni2，得到少数载流子浓度为p0=ni2

2、/n0≈ni2/ND（2）载流子浓度的变化同步：为了保持半导体内部的电中性，注入到半导体中有多少少数载流子，就必将同时产生出相同数量的多数载流子（Δn=Δp）；当少数载流子存在浓度梯度时，就必将有同样的多数载流子浓度梯度（dΔn/dx=dΔp/dx）。（3）运动速度之间有正比关系：多数载流子的运动主要是漂移，其主要性能参量是迁移率；少数载流子的运动主要是扩散，其主要性能参量是扩散系数。虽然这两种运动的性质不同，但是从运动快慢上来看，它们应当是一致的，即迁移率与扩散系数之间存在着Einstein关系：，（4）少数载流子对多数载流子的影响

3、：在少数载流子浓度很大（大注入）时，多数载流子的迁移率将会明显降低。例如，对于非简并半导体，虽然其迁移率主要是受到电离杂质散射和晶格振动散射的限制，但在有少数载流子大量注入时，则迁移率将要减小大约0.6倍。大量少数载流子会影响到多数载流子的迁移率，这主要是由于载流子之间散射的影响所致。虽然载流子之间的散射对总体的运动速度影响不大，但是因为半导体中总是同时存在几种不同的散射机构，载流子之间的散射要影响到其它的散射机构，所以会导致迁移率降低。不过，在注入少数载流子浓度不是很大时，载流子之间的散射往往可以忽略，故迁移率基本上保持为常数。