非平衡載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)

關(guān)于非平衡載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)Dn---電子擴(kuò)散系數(shù)（electrondiffusioncoefficients）---單位時(shí)間在小體積Δx·1中積累的電子數(shù)擴(kuò)散定律第2頁(yè),共28頁(yè)，星期六，2024年，5月----在x附近，單位時(shí)間、單位體積中積累的電子數(shù)穩(wěn)態(tài)時(shí)，積累=損失穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散方程第3頁(yè),共28頁(yè)，星期六，2024年，5月三維球坐標(biāo)第4頁(yè),共28頁(yè)，星期六，2024年，5月第5頁(yè),共28頁(yè)，星期六，2024年，5月若樣品足夠厚第6頁(yè),共28頁(yè)，星期六，2024年，5月若樣品厚為W（W∞)并設(shè)非平衡少子被全部引出則邊界條件為：?n(W)=0

?n(0)=(?n)0得第7頁(yè),共28頁(yè)，星期六，2024年，5月當(dāng)W<<Ln時(shí)，相應(yīng)的Sn=常數(shù)第8頁(yè),共28頁(yè)，星期六，2024年，5月空穴的擴(kuò)散電流密度電子的擴(kuò)散電流密度

擴(kuò)散電流密度第9頁(yè),共28頁(yè)，星期六，2024年，5月第10頁(yè),共28頁(yè)，星期六，2024年，5月

在光照和外場(chǎng)同時(shí)存在的情況下:（2）總電流密度第11頁(yè),共28頁(yè)，星期六，2024年，5月（3）EinsteinRelationship（愛(ài)因斯坦關(guān)系）平衡條件下：第12頁(yè),共28頁(yè)，星期六，2024年，5月最后得同理第13頁(yè),共28頁(yè)，星期六，2024年，5月5.6連續(xù)性方程指擴(kuò)散和漂移運(yùn)動(dòng)同時(shí)存在時(shí)，少數(shù)載流子所遵守的運(yùn)動(dòng)方程以一維n型為例來(lái)討論：光照ε

在外加條件下，載流子未達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，少子濃度不僅是x的函數(shù)，而且隨時(shí)間t變化：*空穴積累率：空穴的擴(kuò)散和漂移流密度第14頁(yè),共28頁(yè)，星期六，2024年，5月空穴積累率復(fù)合率其它產(chǎn)生率------連續(xù)性方程討論（1）光照恒定（2）材料摻雜均勻（3）外加電場(chǎng)均勻第15頁(yè),共28頁(yè)，星期六，2024年，5月（4）光照恒定，且被半導(dǎo)體均勻吸收對(duì)于p型半導(dǎo)體：第16頁(yè),共28頁(yè)，星期六，2024年，5月應(yīng)用舉例1用光照射n型半導(dǎo)體，并被表面均勻吸收，且gp=0

。假定材料是均勻的，且無(wú)外場(chǎng)作用，試寫(xiě)出少數(shù)載流子滿(mǎn)足的運(yùn)動(dòng)方程?！瞧胶馍贁?shù)載流子的擴(kuò)散方程第17頁(yè),共28頁(yè)，星期六，2024年，5月恒定光照下——穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散方程第18頁(yè),共28頁(yè)，星期六，2024年，5月2用恒定光照射n型半導(dǎo)體，并被表面均勻吸收,且gp=0。假定材料是均勻的，且外場(chǎng)均勻，試寫(xiě)出少數(shù)載流子滿(mǎn)足的運(yùn)動(dòng)方程，并求解。解此時(shí)連續(xù)性方程變?yōu)榉匠痰耐ń鉃椋旱?9頁(yè),共28頁(yè)，星期六，2024年，5月考慮到非平衡載流子是隨x衰減的又其中——空穴的牽引長(zhǎng)度空穴在壽命時(shí)間內(nèi)所漂移的距離第20頁(yè),共28頁(yè)，星期六，2024年，5月最后得：其中第21頁(yè),共28頁(yè)，星期六，2024年，5月電場(chǎng)很強(qiáng)電場(chǎng)很弱結(jié)論：由表面注入的非平衡載流子深入樣品的平均距離，在電場(chǎng)很強(qiáng)時(shí)為牽引長(zhǎng)度，而電場(chǎng)很弱時(shí)為擴(kuò)散長(zhǎng)度。第22頁(yè),共28頁(yè)，星期六，2024年，5月3在一塊均勻的半導(dǎo)體材料中，用適當(dāng)頻率的光脈沖照射其局部區(qū)域，請(qǐng)分別寫(xiě)出沒(méi)有外場(chǎng)和加外場(chǎng)時(shí)，非平衡載流子在光脈沖停止后的運(yùn)動(dòng)方程。沒(méi)有外場(chǎng)：0x?pt=0t=t1t=t2第23頁(yè),共28頁(yè)，星期六，2024年，5月有外場(chǎng)：0x?pt=0t=t1At=t2第24頁(yè),共28頁(yè)，星期六，2024年，5月4穩(wěn)態(tài)下的表面復(fù)合

穩(wěn)定光照射在一塊均勻摻雜的n型半導(dǎo)體中均勻產(chǎn)生非平衡載流子，產(chǎn)生率為gp。如果在半導(dǎo)體一側(cè)存在表面復(fù)合（如圖所示），試寫(xiě)出非平衡載流子的表達(dá)式。體內(nèi)產(chǎn)生的非子為表面復(fù)合x(chóng)0第25頁(yè),共28頁(yè)，星期六，2024年，5月空穴向表面擴(kuò)散，滿(mǎn)足的擴(kuò)散方程邊界條件為第26頁(yè),共28頁(yè)，星期六，2024年，5月例今有一塊均勻的n型硅材料，用適當(dāng)?shù)念l率、穩(wěn)定的光照射樣品的左半邊（如下圖），產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，其產(chǎn)生率為gp，求穩(wěn)