半导体中迁移率与电场强度的关系

半导体中迁移率与电场强度的关系,第1张

半导体迁移率定义为单位电场载流子移动速度,在较低场强下是与电场强度无关。而在高强度电场下,载流子会通过声子将能量传递到晶格,所以电场提供的能量不能完全作用于载流子,迁移率会降低,电流也会逐渐饱和。

具体参考刘恩科《半导体物理学》4.6.1章节欧姆定律的偏离

迁移率单位换算:MOS管饱和区电流公式是Ids=0.5*u*Cox*W/L*(Vgs-Vth)^2,算的时候注意单位统一,单位面积电容公式是Cox=ε(Sio2)/tox,其中ε(Sio2)的是10^-10F/m数量级

迁移率是指载流子(电子和空穴)在单位电场作用下的平均漂移速度,即载流子在电场作用下运动速度的快慢的量度,运动得越快,迁移率越大;运动得慢,迁移率小。同一种半导体材料中,载流子类型不同,迁移率不同,一般是电子的迁移率高于空穴。

技术应用

普通半导体材料的迁移率通常为102—106厘米2/伏·秒。通过调制掺杂技术制造的调制掺杂异质结迁移率可达到106厘米2/伏·秒以上。迁移率是表征半导体的一个重要参数。迁移率越大,器件的运行速度越快,截止频率就越高。砷化镓的电子有效质量比硅的小得多,因此砷化镓被用来制作高频器件。


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