pn结中载流子的扩散机制

随pn结中载流子扩散运动的进行，空间电荷逐渐增加，空间电荷区逐渐变宽,内建电场亦逐渐增强，载流子漂移运动逐渐加强而扩散运动随之逐渐减弱。

在无外加的电压情况下，载流子的漂移电流和扩散电流最终大小相等方向相反而达到动态平衡，这种情况称为平衡状态的pn结。pn结中的载流子分布、空间电荷区和内建电场,此时空间电荷区和内建电场不变，没有净电荷流经pn结。

载流子

在物理学中，载流子指可以自由移动的带有电荷的物质微粒，如电子和离子。在半导体物理学中，电子流失导致共价键上留下的空位（空穴引）被视为载流子。

金属中为电子，半导体中有两种载流子即电子和空穴。在电场作用下能作定向运动的带电粒子。如半导体中的自由电子与空穴，导体中的自由电子，电解液中的正、负离子，放电气体中的离子等。

我本人不是学半导体物理的，学的是力学，但是对半导体略有了解。LZ注意看，博文中有讲到，靠少数载流子运动工作的器件叫BJT，而靠多数载流子工作的叫做FET。而不论多数载流子还是少数载流子，其运动的原理都是由浓度分布不匀产生的浓度梯度。关于梯度和场论的概念，LZ可以去翻阅同济大学的高等数学教材，或者，如果想要看到更接近力学的解释，可以去看看黄克智老师的张量分析。以下我拿电势和电场为例来类比一下BJT中少数载流子的情况。我们知道，如果在空间中存在一个电场源，那么它会形成一个电势场，这是一个标量场，每个点有一个确定的数，代表“每单位电荷能做功的量”，就好像BJT中少数子的浓度。而由电势场，可以通过梯度算符诱导出一个矢量场（梯度grad=偏/偏xi*ei，ei为基矢），在电场中，这个矢量场就是电力场，每一个点有一个确定的矢量，表示每单位电荷所受的力的大小方向。同理，在BJT中，浓度梯度也是一个矢量，决定了每一点少数子的运动强度，方向。注意到梯度其实是做偏导再乘以基矢量，而偏导的大小取决于原函数的变化率而不是函数值，所以即使少数子浓度低，只要少数子浓度变化剧烈，就可以产生很激烈的扩散现象。

以上。

同理，不管多数子浓度再怎么高，如果多数子的浓度梯度很小，那么它们的扩散运动就可以忽略不计。

---