5.4 连续性方程.pdf

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1、5.4 5.4 连续性方程连续性方程 1. 连连续续性性方方程程 n 内内空空穴穴的的变变化化：dV 连连续续性性方方程程扩扩散散和和漂漂移移同同时时存存在在时时，少少子子所所遵遵守守的的运运动动规规律律。 n型型半半导导体体，x方方向向施施加加电电场场；光光注注入入非非平平衡衡载载流流子子。 扩扩散散造造成成的的空空穴穴积积累累 漂漂移移造造成成的的空空穴穴积积累累 载载流流子子的的产产生生 载载流流子子的的复复合合 2 2 pppp p pppEp DEpG txxx 连连续续性性方方程程 空空穴穴浓浓度度随随时时间间的的变变化化率率： 2 2 nnnn n nnnEn DEnG txxx

2、 电电子子浓浓度度随随时时间间的的变变化化率率： 扩扩散散 漂漂移移复复合合产产生生 稳稳态态连连续续性性方方程程： 2 2 0 pppp p ppEp DEpG xxx 2 2 0 nnnn n nnEn DEnG xxx 稳稳态态时时载载流流子子浓浓度度的的分分布布不不随随时时间间变变化化： 0 p t 连连续续性性方方程程反反映映了了半半导导体体中中少少数数载载流流子子运运动动的的普普遍遍规规律律，它它 是是研研究究半半导导体体器器件件工工作作原原理理的的基基本本方方程程之之一一。 0 n t 2. 连连续续性性方方程程的的应应用用 2 2 pppp p pppEp DEpG txxx

3、（1 1）光光激激发发的的载载流流子子衰衰减减 条条件件：光光照照在在均均匀匀半半导导体体中中均均匀匀产产生生非非平平衡衡载载流流子子； 无无电电场场； t=0时时刻刻，停停止止光光照照 pp t 0 ( )() t p tpe 2 2 pppp p pppEp DEpG txxx 2 2 p p ppp D tx （2 2）少少子子脉脉冲冲在在电电场场下下的的漂漂移移 条条件件：局局部部的的光光脉脉冲冲照照射射均均匀匀半半导导体体； 无无外外加加电电场场； t=0时时刻刻，停停止止光光脉脉冲冲。 pp p p t tD x tD N p 4 exp 4 2 2 2 pp p pppp DE

4、txx 2 2 pppp p pppEp DEpG txxx 条条件件：局局部部的的光光脉脉冲冲照照射射均均匀匀半半导导体体； t =0时时刻刻，停停止止光光脉脉冲冲。 均均匀匀电电场场； pp p p p t tD Etx tD N p 4 exp 4 2 （2 2）少少子子脉脉冲冲在在电电场场下下的的漂漂移移 2 2 0 pp p ppp DE xx 2 2 pppp p pppEp DEpG txxx （3 3）光光照照恒恒定定（稳稳态态） 条条件件：表表面面光光照照恒恒定定； 均均匀匀电电场场； 材材料料均均匀匀。 电电场场很很强强： pp LEL 0 p x LE p xpe 电电场

5、场很很弱弱： pp LEL 0 p x L p xpe 电电场场很很弱弱时时，扩扩散散运运动动起起主主要要作作用用。 Lp( (E) )为为空空穴穴在在电电场场作作用用下下，在在寿寿命命时时间间内内所所漂漂移移的的平平均均距距离离， 称称为为空空穴穴的的牵牵引引长长度度。 解解得得： x ELLEL pepp ppp x 22 00 4 2 exp 2 电电场场很很强强时时，漂漂移移运运动动起起主主要要作作用用。 2 2 pppp p pppEp DEpG txxx （4 4）稳稳态态下下的的表表面面复复合合 条条件件：光光照照在在均均匀匀半半导导体体中中均均匀匀产产生生非非平平衡衡载载流流子

6、子； 无无外外加加电电场场 0 p p p G pp pG n型半导体 条条件件：光光照照在在均均匀匀半半导导体体中中均均匀匀产产生生非非平平衡衡载载流流子子； 无无外外加加电电场场 ； 样 样品品一一端端存存在在表表面面复复合合。 p x L p xAeB 解解为为： 2 2 0 pp p pp DG x 2 2 pppp p pppEp DEpG txxx （4 4）稳稳态态下下的的表表面面复复合合 n型半导体 x=0 x 表 面 复 合 x 表表面面复复合合的的影影响响可可以以忽忽略略 pp pG p x L p xAeB 0 x 0 0 spp x x p x Usp xD x pp p p p p s G A D s L pp BG 1 p x Lpp pp ppp s p xGe Ls 0 p s pp p xG 这这正正是是不不计计表表面面复复合合的的情情况况 p s x 0 x pp pG 00p 1 p x L pp p xGe