迁移率单位换算

迁移率单位换算,第1张

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。

在半导体物理中电子的迁移率与哪些因素有关?迁移率和单位载流子的电荷量、载流子的平均自由时间和载流子有效质量有关。迁移率=电荷量乘自由时间×有效质量。平均自由时间是指载流子受晶格两次散射中间的时间,即外电场下自由加速的时间。迁移率是单位电场强度下所产生的载流子平均漂移速度。迁移率代表了载流子导电能力的大小,它和载流子(电子或空穴)浓度决定了半导体的电导率。迁移率与载流子的有效质量和散射概率成反比。载流子的有效质量与材料有关,不同的半导体中电子有不同的有效质量。如硅中电子的有效质量为0.5m0(m0是自由电子质量),砷化镓中电子的有效质量为0.07m0。空穴分重空穴和轻空穴,它们具有与电子不同的有效质量。半导体中载流子在低温下主要受到缺陷和杂质的散射,高温下主要受到由原子晶格振动产生的声子的散射。散射越强,迁移率越低。

半导体迁移率定义为单位电场中载流子移动速度,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


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