半导体内部的载流子有几种运动方式,怎样才能形成电流

半导体内部的载流子有几种运动方式,怎样才能形成电流,第1张

半导体内的载流子有三种运动:载流子的扩散运动,载流子的热运动和载流子的漂移运动。(1)热运动在没有任何电场作用时,一定温度下半导体中的自由电子和空穴因热激发所产生的运动是杂乱无障的,好像空气中气体的分子热运动一样。由于是无规则的随机运动,合成后载流子不产生定向位移,从而也不会形成电流。(2)漂移运动在半导体的两端外加一电场E,载流子将会在电场力的作用下产生定向运动。电子载流子逆电场方向运动,而空穴载流子顺着电场方向运动。从而形成了电子电流和空穴电流,它们的电流方向相同。所以,载流子在电场力作用下的定向运动称为漂移运动,而漂移运动产生的电流称漂移电流。(3)扩散运动在半导体中,载流子会因浓度梯度产生扩散。如在一块半导体中,一边是N型半导体,另一边是P型半导体,则N型半导体一边的电子浓度高,而P型半导体一边的电子浓度低。反之,空穴载流子是P型半导体一边高,而N型半导体一边低。由于存在载流子浓度梯度而产生的载流子运动称为扩散运动。滴入水中的墨水会快速地向四周扩散,打开药品瓶盖,气味会很快充满整个房间等现象,是现实生活中扩散运动的典型例子,是自然界中的一种普遍规律。由于电子载流子和空穴载流子分别带负电和正电,扩散运动导致正负电荷搬迁,从而形成电流,这种由扩散运动形成的电流称扩散电流。

1.在P型半导体中有许多带正电荷的空穴和带负电荷的电离杂质.在电场的作用下,空穴是可以移动的,而电离杂质(离子)是固定不动的,这就是内建电场的形成原理.2.N 型半导体中有许多可动的负电子和固定的正离子.当P型和N型半导体接触时,在界面附近空穴从P型半导体向N型半导体扩散,电子从N型半导体向P型半导体扩散.空穴和电子相遇而复合,载流子消失.因此在界面附近的结区中有一段距离缺少载流子,却有分布在空间的带电的固定离子,称为空间电荷区.P 型半导体一边的空间电荷是负离子,N 型半导体一边的空间电荷是正离子.正负离子在界面附近产生电场,这就是P-N结的两边产生内建电场.这电场阻止载流子进一步扩散,达到平衡.希望能对您有所帮助.

在平衡状态下半导体PN结存在内建电场,内建电场是P,N两边的扩散作用所形成的,内建电场的作用是平衡载流子不平衡发生扩散所产生的扩散电流的。平衡时候,内建电场的作用于扩散作用正好抵消,不会在宏观外界上表现一个电场。


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