高二物理競賽擴(kuò)散理論與熱電子發(fā)射理論課件

擴(kuò)散理論與熱電子發(fā)射理論擴(kuò)散理論熱電子發(fā)射理論JSD

隨外加電壓變化對溫度敏感不如JSTJST

與外加電壓無關(guān)對溫度很敏感xd>>lnxd<<ln擴(kuò)散理論與熱電子發(fā)射理論擴(kuò)散模型熱發(fā)射模型載流子的熱運(yùn)動(dòng)速度。高能電子直接越過勢壘的“發(fā)射”反映晶體內(nèi)部輸運(yùn)（擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)）“阻力”的大小。準(zhǔn)費(fèi)米能級的變化導(dǎo)致的多子擴(kuò)散電流。一般情形：擴(kuò)散模型與熱發(fā)射模型的結(jié)合（1）準(zhǔn)費(fèi)米能級的下降，驅(qū)動(dòng)電子向界面擴(kuò)散；（2）界面附近半導(dǎo)體與金屬功函數(shù)的差值，促使電子由半導(dǎo)體向金屬內(nèi)部發(fā)射作業(yè)題在擴(kuò)散模型中，利用

證明，其中EM為金半接觸中的最大場強(qiáng)，并證明2.證明熱發(fā)射模型中，其中為熱運(yùn)動(dòng)平均速度，金屬接觸和表面態(tài)導(dǎo)致阻擋層的形成，擴(kuò)散理論和熱電子發(fā)射理論解釋了其整流特性。但實(shí)際發(fā)現(xiàn)：高阻方向電流隨電壓的增加更顯著，低阻方向電流的增加沒有理論預(yù)測的陡峭。引入鏡像力和隧道效應(yīng)的影響進(jìn)行修正0.010.1I(mA)00.40.60.80.2實(shí)際理論V(v)Ge檢波器的反向特性在金屬－真空系統(tǒng)中，一個(gè)在金屬外面的電子，要在金屬表面感應(yīng)出正電荷，電子也受到感應(yīng)的正電荷的吸引如負(fù)電荷距離金屬表面為x，則它與感應(yīng)出的金屬表面的正電荷之間的吸引力，相當(dāng)于在-x處有個(gè)等量的正電荷之間的作用力，即鏡像力把電子從x點(diǎn)移到無窮遠(yuǎn),電場力做的功，附加勢能：真空中，鏡像力為：對于金-半接觸勢壘中的電子，附加勢能為：取勢能零點(diǎn)在EFm，電子的勢能為：鏡像勢能EF鏡像力對勢壘的影響①平衡時(shí)即沒有加電壓時(shí)當(dāng)電子所受到的電場力=鏡像力時(shí)，電子勢能在Xm處出現(xiàn)極大值。得到：鏡像力使得勢壘頂向內(nèi)移動(dòng)，并且引起勢壘的高度減低，用表示。一般xd0>>xm：qfD鏡像勢能EF鏡像力對勢壘的影響②外加電壓時(shí)勢壘極大值的位置為：鏡像力引入的勢壘與qφns

相比很小，勢壘高度-qV(xm)。所以：鏡像勢能EF又2xmxd>>x2m近似采用平衡時(shí)的結(jié)果鏡像勢能EF∴xd當(dāng)反向電壓|V|＞＞VD時(shí)，鏡像力的作用明顯！隧道效應(yīng)：能量低于勢壘頂?shù)碾娮?，有一定的幾率穿過這個(gè)勢壘。決定隧道穿透幾率的兩個(gè)因素：（a）勢壘高度（b）隧道厚度簡化模型：勢壘厚度xd大于臨界值xc

，電子完全不能穿過；小于xc勢壘對電子完全透明,電子可以直接通過!xc如