半导体的导电性资料教学文案.ppt

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1、半导体的导电性资料半导体的导电性资料半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院主要内容：载流子的漂移运动 迁移率载流子的散射迁移率与杂质浓度和温度的关系电阻率与杂质浓度和温度的关系强场下的效应 热载流子多能谷散射20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第第*2 2页页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院4、半导体中主要的两种散射机构是什么？在、半导体中主要的两种散射机构是什么？在有多种散射机构存在的情况下，为什么迁移率有多种散射机构存在的情况下，为什么迁移率主要由自由时间短的机理决定？主要由自由时间短的机理决定？（2006）9、（、（16分）在分）在

2、T=300K下，一下，一N型半导体型半导体Si样样品，测得的电阻率为品，测得的电阻率为0.1-cm。（1）求此时的电子浓度和空穴浓度（查图）。）求此时的电子浓度和空穴浓度（查图）。（2）若在此样品中，再掺入）若在此样品中，再掺入9 1016cm-3P型型杂质，求此时样品的电阻率、多子浓度和少子杂质，求此时样品的电阻率、多子浓度和少子浓度。并求出此时多子的迁移率（查图）。浓度。并求出此时多子的迁移率（查图）。（2006）20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*3页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院、一、一N型硅样品杂质浓度为型硅样品杂质浓度为ND1，经扩，

3、经扩硼硼B后（掺杂浓度为后（掺杂浓度为NA）样品变为）样品变为P型；型；再经扩磷再经扩磷P（杂质浓度为（杂质浓度为ND2）样品又变）样品又变为为N型，此时载流子浓度为多少？与未扩型，此时载流子浓度为多少？与未扩散前的散前的N型样品相比，迁移率有何变化？型样品相比，迁移率有何变化？、半导体的电阻率通过掺杂可以敏感、半导体的电阻率通过掺杂可以敏感地控制，地控制，“掺入百万分之一的杂质，可以掺入百万分之一的杂质，可以引起电阻率百万倍变化引起电阻率百万倍变化”，以硅为例，忽，以硅为例，忽略掺杂对迁移率的影响，粗略估算证明略掺杂对迁移率的影响，粗略估算证明之。之。20102010年年1111月月2626

4、日星期四日星期四 第*4页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院9、（、（16分）什么是载流子的迁移率？迁移率与分）什么是载流子的迁移率？迁移率与载流子的平均自由时间成正比。有两种载流子载流子的平均自由时间成正比。有两种载流子的散射机构，平均自由时间分别为的散射机构，平均自由时间分别为 1，2，如，如果果 1 2，总迁移率是不是由，总迁移率是不是由 1散射机构决定散射机构决定？解释之。？解释之。12、（、（18分）当温度升高时，本征半导体分）当温度升高时，本征半导体的电阻率与金属的电阻率随温度变化有的电阻率与金属的电阻率随温度变化有何不同？为什么？一块何不同？为什么？一块N型样品

5、的电阻率型样品的电阻率随温度的变化又如何？解释之。随温度的变化又如何？解释之。20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*5页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院 4.1 4.1 载流子的漂移运动载流子的漂移运动载流子的漂移运动载流子的漂移运动1.1.欧姆定律欧姆定律欧姆定律欧姆定律2.2.漂移运动和迁移率漂移运动和迁移率漂移运动和迁移率漂移运动和迁移率20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*6页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院 4.1 4.1 载流子的漂移运动载流子的漂移运动载流子的漂移运动载流子的漂移运动2.2.漂

6、移速度和迁移率漂移速度和迁移率漂移速度和迁移率漂移速度和迁移率20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*7页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院 4.1 4.1 载流子的漂移运动载流子的漂移运动载流子的漂移运动载流子的漂移运动2.2.漂移速度和迁移率漂移速度和迁移率漂移速度和迁移率漂移速度和迁移率半导体中载流子受电场作用，将做定向的漂移运动，半导体中载流子受电场作用，将做定向的漂移运动，定向运动的平均速度称为平均漂移速度定向运动的平均速度称为平均漂移速度v其中其中n为载流子的浓度，为载流子的浓度，q为载流子的电量为载流子的电量实验显示，在弱电场下，载流子的漂

7、移速度实验显示，在弱电场下，载流子的漂移速度v与电场与电场成正比成正比E20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*8页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院2.2.漂移速度和迁移率漂移速度和迁移率漂移速度和迁移率漂移速度和迁移率与欧姆定律比较得到电导率与迁移率的关系式与欧姆定律比较得到电导率与迁移率的关系式称为迁移率称为迁移率定义为单位电场作用下载流子获得平均速度，反映了载定义为单位电场作用下载流子获得平均速度，反映了载流子在电场作用下输运能力，流子在电场作用下输运能力，是反映半导体及其器件导是反映半导体及其器件导电能力的重要参数电能力的重要参数2010201

8、0年年1111月月2626日星期四日星期四 第*9页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院3.3.半导体的电导率和迁移率半导体的电导率和迁移率半导体的电导率和迁移率半导体的电导率和迁移率得到电导率与迁移率的关系式得到电导率与迁移率的关系式半导体中有电子和空穴两种载流子，电场作用下的电流密度半导体中有电子和空穴两种载流子，电场作用下的电流密度一般情形，半导体电子和空穴的迁移率在同一数量级，一般情形，半导体电子和空穴的迁移率在同一数量级，因此，其电导率主要由多数载流子决定因此，其电导率主要由多数载流子决定20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*10页半导体物理学

9、半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院 4.2 4.2 载流子的散射载流子的散射载流子的散射载流子的散射1.1.载流子散射的概念载流子散射的概念载流子散射的概念载流子散射的概念任何破坏严格周期势场的因素都可以引起载流子的任何破坏严格周期势场的因素都可以引起载流子的散射，正是由于散射的存在使得漂移速度得到限制散射，正是由于散射的存在使得漂移速度得到限制电流密度恒定，而不能无限增大？20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*11页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院载流子散射概念载流子散射概念由于载流子的不断于晶格和杂质原子碰撞，由于载流子的不断于晶格和杂质原

10、子碰撞，只有在两次碰撞之间是自由的。只有在两次碰撞之间是自由的。平均自由时间：两次碰撞之间的时间平均自由时间：两次碰撞之间的时间。平均自由程：两次散射之间自由运动的平均平均自由程：两次散射之间自由运动的平均路程。路程。存在电场时，载流子作自由运动和电场下的存在电场时，载流子作自由运动和电场下的漂移运动。漂移运动。20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*12页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院 4.2 4.2 载流子的散射载流子的散射载流子的散射载流子的散射2.2.半导体的主要散射机制半导体的主要散射机制半导体的主要散射机制半导体的主要散射机制1）电离杂质

11、散射）电离杂质散射什么是电离杂质散射？为什么会产生电离散射？库仑场什么是电离杂质散射？为什么会产生电离散射？库仑场 电离散射对载流子的影响？图电离散射对载流子的影响？图电离散射强度跟什么有关系？其数学表达式？电离散射强度跟什么有关系？其数学表达式？20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*13页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院电离杂质的影响与掺杂浓度有关，掺杂越电离杂质的影响与掺杂浓度有关，掺杂越多，载流子和电离杂质相遇而被散射的机多，载流子和电离杂质相遇而被散射的机会也就越多，即电离杂质散射是随着掺杂会也就越多，即电离杂质散射是随着掺杂浓度增加而增强的

12、。浓度增加而增强的。电离杂质散射的强弱也和温度有关，这是电离杂质散射的强弱也和温度有关，这是因为载流子热运动的速度是因为载流子热运动的速度是随温度升高随温度升高而而增大的，而对于同样的吸引和排斥作用，增大的，而对于同样的吸引和排斥作用，载流子运动速度越大，载流子运动速度越大，所受影响相对的越所受影响相对的越小小。浓度为浓度为N Ni i的电离杂质对载流子的散射几率的电离杂质对载流子的散射几率P Pi i与温度的关系为与温度的关系为P Pi i N Ni iT T-3/2-3/220102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*14页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学

13、院 4.2 4.2 载流子的散射载流子的散射载流子的散射载流子的散射2.2.半导体的主要散射机制半导体的主要散射机制半导体的主要散射机制半导体的主要散射机制2）晶格散射）晶格散射什么是晶格散射？什么是晶格散射？在一定温度下，原子在其平衡位置附近作热振动，在一定温度下，原子在其平衡位置附近作热振动，称为晶格热振动。由这种晶格振动而引起的载流称为晶格热振动。由这种晶格振动而引起的载流子的散射叫做晶格散射；子的散射叫做晶格散射；为什么会产生晶格散射？格波，声学波为什么会产生晶格散射？格波，声学波 晶格散射强度跟什么有关系？其数学表达晶格散射强度跟什么有关系？其数学表达式？式？20102010年年11

14、11月月2626日星期四日星期四 第*15页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院由于晶格热振动随温度的增高而加强，所以当由于晶格热振动随温度的增高而加强，所以当温度升高时，对载流子的晶格散射也将增强；温度升高时，对载流子的晶格散射也将增强；进一步理论推导表明，晶格热振动对电子散射进一步理论推导表明，晶格热振动对电子散射几率几率Ps Ps 正比于温度的正比于温度的3/2 3/2 次方，即：次方，即：Ps Ps T T3/23/2 4.2 4.2 载流子的散射载流子的散射载流子的散射载流子的散射2.2.半导体的主要散射机制半导体的主要散射机制半导体的主要散射机制半导体的主要散射机制

15、2）晶格散射）晶格散射20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*16页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院声学波和光学波都对载流子有散射作用。声学波和光学波都对载流子有散射作用。声学波散射几率为：声学波散射几率为：P Pi i T T3/23/2光学波散射几率为：光学波散射几率为：P Pi i 1/(exp(hv1/(exp(hvl l/kT)-1)/kT)-1)在高温下，光学波散射起主要作用。在高温下，光学波散射起主要作用。2.2.半导体的主要散射机制半导体的主要散射机制半导体的主要散射机制半导体的主要散射机制20102010年年1111月月2626日星期

16、四日星期四 第*17页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院 4.2 4.2 载流子的散射载流子的散射载流子的散射载流子的散射2.2.半导体的主要散射机制半导体的主要散射机制半导体的主要散射机制半导体的主要散射机制2）其它散射）其它散射等同的能谷间散射等同的能谷间散射中性杂质散射中性杂质散射位错散射位错散射散射是影响载流子迁移率的主要因素之一，对不同散射是影响载流子迁移率的主要因素之一，对不同的散射机制，迁移率显示不同的温度关系的散射机制，迁移率显示不同的温度关系20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*18页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学

17、院 4.3 4.3 迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关系1.1.平均自由时间与散射几率的关系平均自由时间与散射几率的关系平均自由时间与散射几率的关系平均自由时间与散射几率的关系散射：散射：各向同性的；各向同性的；每一次碰撞，都使载流子每一次碰撞，都使载流子完全完全失去失去定向速度和相应的动量定向速度和相应的动量载流子在电场作用下做漂移运动时，只有在平均自载流子在电场作用下做漂移运动时，只有在平均自由时间内才能得到加速。由时间内才能得到加速。散射几率：散射几率：单位时间、单位体积内每个载流子平均单位时间、单位体积内每个载流子平均

18、发生的碰撞次数；发生的碰撞次数；20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*19页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院1.1.平均自由时间与散射几率的关系平均自由时间与散射几率的关系平均自由时间与散射几率的关系平均自由时间与散射几率的关系时间时间0tt+t未散射未散射载载流子数量流子数量N0N(t)N(t+t)t时间时间内散射的内散射的载载流子数流子数N(t)P t当当 t很小很小时时dN(t)/dt=-PN(t)任意任意时时刻未散射刻未散射载载流子数量流子数量N(t)N0e-Pt20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*20页半导体物理学

19、半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院 4.3 4.3 迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关系1.1.平均自由时间与散射几率的关系平均自由时间与散射几率的关系平均自由时间与散射几率的关系平均自由时间与散射几率的关系未被散射的电子数满足：未被散射的电子数满足：其中其中P是散射几率是散射几率平均自由时间与散射几率的关系平均自由时间与散射几率的关系20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*21页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院 4.3 4.3 迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关

20、系迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关系2.2.迁移率与平均自由时间的关系迁移率与平均自由时间的关系迁移率与平均自由时间的关系迁移率与平均自由时间的关系由由求得平均漂移速度求得平均漂移速度获得迁移率的表达式获得迁移率的表达式这是半导体物理的一个重要表达式，是研究了解半这是半导体物理的一个重要表达式，是研究了解半导体器件载流子迁移率特征的基础导体器件载流子迁移率特征的基础20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*22页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*23页半导体物理学半导体物理学北

21、工大电控学院北工大电控学院 4.3 4.3 迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关系3.3.迁移率与杂质和温度的关系迁移率与杂质和温度的关系迁移率与杂质和温度的关系迁移率与杂质和温度的关系电离杂质散射电离杂质散射声学波散射声学波散射光学波散射光学波散射20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*24页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院 4.3 4.3 迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关系3.3.迁移率与杂质和温度的关系迁移率与杂

22、质和温度的关系迁移率与杂质和温度的关系迁移率与杂质和温度的关系20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*25页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院 4.3 4.3 迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关系3.3.迁移率与杂质和温度的关系迁移率与杂质和温度的关系迁移率与杂质和温度的关系迁移率与杂质和温度的关系总的散射几率总的散射几率平均自由时间平均自由时间20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*26页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院对掺杂的硅、锗等半导体，

23、主要散射机构为声学波和电离散射：对掺杂的硅、锗等半导体，主要散射机构为声学波和电离散射：晶格散射（晶格散射（lattice scattering)lattice scattering)，PS T 3/2，可以写成，可以写成Ps=AT 3/2；电离杂质散射（电离杂质散射（Impurity ion)Impurity ion)，PI NIT-3/2，可以写成，可以写成PI=BNIT-3/2；总的散射几率总的散射几率P P应为二者之和：应为二者之和：P=Ps+PI=AT 3/2+BNIT-3/2 由迁移率同散射的关系得：由迁移率同散射的关系得：=1/P=1/P据此，我们可以分析迁移率同温度与杂质浓度的

24、关系。据此，我们可以分析迁移率同温度与杂质浓度的关系。20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*27页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院迁移率迁移率与杂质浓度与杂质浓度NI 关系关系从从 的表达式上看，的表达式上看，NI 升高，升高，下降；下降；在温度一定时，晶格散射强度不变，而杂质浓度越高，在温度一定时，晶格散射强度不变，而杂质浓度越高，电离杂质散射越强，导致迁移率电离杂质散射越强，导致迁移率 下降。下降。这里需要注意的一点是，当半导体中同时存在施主（浓这里需要注意的一点是，当半导体中同时存在施主（浓度度ND）和受主（浓度）和受主（浓度NA）时，对迁移率

25、的影响）时，对迁移率的影响NI 的的值应为值应为ND 与与NA之和，即：之和，即：NI=ND+NA。因为在室温时，杂质完全电离，无论电离后是正电中心因为在室温时，杂质完全电离，无论电离后是正电中心还是负电中心，它们都散射载流子，散射几率是二者还是负电中心，它们都散射载流子，散射几率是二者之和。之和。20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*28页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院 4.3 4.3 迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关系3.3.迁移率与杂质浓度和温度的关系迁移率与杂质浓度和温度

26、的关系迁移率与杂质浓度和温度的关系迁移率与杂质浓度和温度的关系20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*29页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院 4.3 4.3 迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关系20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*30页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院 4.3 4.3 迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关系迁移率与杂质浓度和温度关系3.3.迁移率与杂质和温度的关系迁移率与杂质和温度的关

27、系迁移率与杂质和温度的关系迁移率与杂质和温度的关系20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*31页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院迁移率迁移率 与温度与温度T 的关系的关系在在 表达式中，分母项里既有表达式中，分母项里既有T 3/2 项也有项也有T-3/2，它们的系数，它们的系数（权重）决定了（权重）决定了 随随T 的走势：的走势：当当NI 较小时较小时(1018 cm-3)，电离杂质的影响较小，电离杂质的影响较小，基本上由晶基本上由晶格散射决定，随着温度的升高，整个散射几率在升高，迁移格散射决定，随着温度的升高，整个散射几率在升高，迁移率下降。率下降。

28、当当NI 较大时，在温度较低的范围内，晶格散射的影响较弱，电较大时，在温度较低的范围内，晶格散射的影响较弱，电离杂质（因为杂质浓度高）散射影响比较显著，离杂质（因为杂质浓度高）散射影响比较显著，由电离杂质由电离杂质散射和晶格散射决定；散射和晶格散射决定；到了温度较高的范围，晶格散射增加，影响增强，它使得到了温度较高的范围，晶格散射增加，影响增强，它使得 随温随温度升高而下降。度升高而下降。总的来说，迁移率随着杂质的增多而下降，随着温度升高而下总的来说，迁移率随着杂质的增多而下降，随着温度升高而下降；降；杂质浓度低时，杂质浓度低时，的起点高、下降快；的起点高、下降快；杂质浓度高时，杂质浓度高时，

29、的起点低、下降慢的起点低、下降慢20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*32页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院4.4 4.4 电阻率（电阻率（ResistivityResistivity）及其与杂质浓度和温度）及其与杂质浓度和温度的关系的关系电阻率电阻率20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*33页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院1 1、电阻率和杂质浓度的关系、电阻率和杂质浓度的关系以以N型半导体为例：型半导体为例：影响电阻率的主要变量是影响电阻率的主要变量是载流子浓度载流子浓度和和迁移率迁移率。两者。两者随温

30、度和掺杂浓度的综合变化决定了电阻率的变化。随温度和掺杂浓度的综合变化决定了电阻率的变化。掺杂浓度掺杂浓度，半导体中的载流子浓度，半导体中的载流子浓度n n0 0，成数量级变，成数量级变化。化。另一方面却使迁移率另一方面却使迁移率 n n不断下降；但迁移率不断下降；但迁移率 n n的变化的变化范围很小（数倍）。范围很小（数倍）。综合看，电阻率综合看，电阻率随着掺杂浓度随着掺杂浓度 而不断下降。而不断下降。20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*34页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院 在低掺杂区(T。20102010年年1111月月2626日星期四日星期四

31、 第*42页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院 4.5 4.5 强电场效应和热载流子强电场效应和热载流子强电场效应和热载流子强电场效应和热载流子2.2.热载流子热载流子热载流子热载流子热载流子是指能量高于热能热载流子是指能量高于热能 kT 的载流子，主要是由于的载流子，主要是由于部分载流子在强电场作用下，发生与晶格热平衡状态偏离部分载流子在强电场作用下，发生与晶格热平衡状态偏离的现象，并获得很高的能量。的现象，并获得很高的能量。器件中的热载流子由于其高的能量，有可能导致：器件中的热载流子由于其高的能量，有可能导致：载流子越过介质势垒进入到介质层中，影响器件性能载流子越过介质势

32、垒进入到介质层中，影响器件性能发生碰撞电离，引起载流子数目的增加发生碰撞电离，引起载流子数目的增加20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*43页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院 4.6 4.6 多能谷散射耿氏效应多能谷散射耿氏效应耿氏效应：如图耿氏效应：如图n n型型GaAsGaAs两端电极加以电压，当半两端电极加以电压，当半导体内电场超过导体内电场超过3x103x103 3V/cmV/cm时，半导体内部的电时，半导体内部的电流便以很高的频率振荡，振荡频率约为流便以很高的频率振荡，振荡频率约为0.47-0.47-6.5GHz6.5GHz。多能谷散射多能

33、谷散射 体内负微分电导体内负微分电导GaAsGaAs导带最低能谷在导带最低能谷在k k0 0处，直接带隙。处，直接带隙。但在但在111111方向，布里渊区边界处有一次低能谷，方向，布里渊区边界处有一次低能谷，卫星谷。卫星谷。能量比导带底高约为能量比导带底高约为0.3eV0.3eV。有效质量大。有效质量大。迁移率低。迁移率低。20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*44页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*45页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院设设n1、n2分别代表能谷分别代表

34、能谷1和和2的电子浓度，的电子浓度，n=n1+n2电导率：电导率：q(n1 1+n2 2)=nq =(n1 1+n2 2)/(n1+n2)电子漂移速度：电子漂移速度：vd|E|(n1 1+n2 2)/(n1+n2)|E|电流密度：电流密度：J=nq|E|nqvd20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*46页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院能够产生负微分电导的电子转移的电子机构必须满能够产生负微分电导的电子转移的电子机构必须满足如下一些条件：足如下一些条件：1、下能谷必须有低的有效质量、低的状态密度和、下能谷必须有低的有效质量、低的状态密度和高的迁移率；上能谷则相反；高的迁移率；上能谷则相反；2、上下能谷的差必须满足：、上下能谷的差必须满足：EKT3、要求、要求 EEg，以使在电子转移到高能谷前不发，以使在电子转移到高能谷前不发生雪崩击穿。生雪崩击穿。20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*47页半导体物理学半导体物理学北工大电控学院北工大电控学院 20102010年年1111月月2626日星期四日星期四 第*48页结束结束