固體物理學_半導體電子論之電導和霍耳效應

1、07_04_電導和霍耳效應 半導體電子論07_04 電導和霍耳效應電導和霍耳效應 1 半導體電導率半導體電導率 在一般電場情況下，半導體的導電服從歐姆定律在一般電場情況下，半導體的導電服從歐姆定律jEnqpqjvv 為電導率為電導率 半導體中可以同時有兩種載流子半導體中可以同時有兩種載流子vv, 空穴和電子在外場下獲得的空穴和電子在外場下獲得的平均漂移速度平均漂移速度電流密度電流密度01/1007_04_電導和霍耳效應 半導體電子論vEvE,平均漂移速度和外場的關系平均漂移速度和外場的關系 空穴和電子的空穴和電子的遷移率遷移率歐姆定律歐姆定律EpqEnqjpqnq電導率電導率 vpqvnqj電

2、流密度電流密度07_04_電導和霍耳效應 半導體電子論載流子漂移運動載流子漂移運動 是是電場加速電場加速和半導體中和半導體中散射散射的結果的結果散射來自于晶格振動和雜質散射來自于晶格振動和雜質 溫度較高時，晶格振動對載流子的散射是主要的溫度較高時，晶格振動對載流子的散射是主要的 溫度較低時，雜質的散射是主要的溫度較低時，雜質的散射是主要的 遷移率一方面決定于有效質量遷移率一方面決定于有效質量 _ 加速作用加速作用 另一方面決定于散射幾率另一方面決定于散射幾率pqnq電導率電導率 07_04_電導和霍耳效應 半導體電子論PpqNnq雜質激發(fā)的范圍，主要是一種載流子雜質激發(fā)的范圍，主要是一種載流子

3、摻雜不同的摻雜不同的Ge半導體半導體 導電率隨溫度變化導電率隨溫度變化低溫范圍低溫范圍 雜質激發(fā)的載流子起主要作用雜質激發(fā)的載流子起主要作用 載流子的數(shù)目與載流子的數(shù)目與 摻雜的情況有關摻雜的情況有關07_04_電導和霍耳效應 半導體電子論2) 高溫范圍，本征激發(fā)的載流子起主要作用高溫范圍，本征激發(fā)的載流子起主要作用 載流子的數(shù)目與摻雜的情況無關載流子的數(shù)目與摻雜的情況無關3) 中間溫度區(qū)間中間溫度區(qū)間 溫度升高時，導電率反而下降溫度升高時，導電率反而下降 晶格散射作用晶格散射作用05/1007_04_電導和霍耳效應 半導體電子論2 半導體的霍耳效應半導體的霍耳效應 半導體片置于半導體片置于x

4、y平面內平面內 電流沿電流沿x方向方向 磁場垂直于半導體片磁場垂直于半導體片 空穴導電空穴導電P型半導體型半導體 載流子受到洛倫茲力載流子受到洛倫茲力BvqFzxyBqvF07_04_電導和霍耳效應 半導體電子論半導體片兩端形成正負電荷的積累，產生靜電場半導體片兩端形成正負電荷的積累，產生靜電場yEzxyBqvqE xxpqvj zxyBjpqE1達到穩(wěn)恒，滿足達到穩(wěn)恒，滿足電流密度電流密度電場強度電場強度1pq 霍耳系數(shù)霍耳系數(shù)07_04_電導和霍耳效應 半導體電子論 電子導電的電子導電的N半導體半導體 zxyBjnqE1電場強度電場強度1nq 霍耳系數(shù)霍耳系數(shù)07_04_電導和霍耳效應 半導體電子論 半導體的霍耳系數(shù)與載流子濃度成反比半導體的霍耳系數(shù)與載流子濃度成反比 半導體的霍耳效應比金屬強得多半導體的霍耳效應比金屬強得多 測量霍耳系數(shù)可以直接測得載流子濃度測量霍耳系數(shù)可以直接測得載流子濃度 確定載流子的種類確定載流子的種類霍耳系數(shù)為正霍耳系數(shù)為正 空穴導電空穴導電霍耳系數(shù)為負霍耳系數(shù)為負 電子導電電子導電zxyBjpqE1zxyBjnqE11nq 霍耳系數(shù)霍耳系數(shù)1pq 霍耳系數(shù)霍耳系數(shù)07_04_電導和霍耳效應 半導體電子論 將將電導電導和和載流子濃度載流子濃