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微观粒子的运动 ;I=V/ R （4-1） R=ρL/S； （4-2） ρ: 电阻率 , Ω·m ；Ω·cm L：导体的长度；S：截面积 σ=1/ρ （4-3） σ：电导率，Ω-1·cm-1 在一定的V，L，S下，不同的导体的导电性能是由电阻率或电导率决定的。 ;R=ρL/S 代入 I=V/ R 得 ： I= VS/ρL= VSσ/L=σ· S·E 电流密度：J= I/S 欧姆定律微分形式： 电流密度：J=σ·|E| （4-7） |E|=V/L E：V/cm; J：A/cm2 在一定的电场强度下，J由电导率决定。 ; 2、微观粒子的运动; J：单位时间通过垂直于电流 方向的单位面积的电子电量 电流密度：J=-nqVd （4-9） Vd：平均漂移速度 由：J=σ·|E| Vd=μ|E| （4-10） J=nqμ|E| 微观情况下，电导率： σ= nqμ 迁移率：μ，单位电场强度下电子的平均定向运动速度，cm2/V·s ;导电性:漂移运动 电流密度：J= Jn+Jp （4-14） =（ nqμn+pqμp）|E| n、p：自由电子和自由空穴的 浓度。 由：J=σ·|E| 电导率：σ= nqμn+pqμp （4-15） 对于n型半导体，n》p：σ= nqμn （4-16） 对于p型半导体，p》n：σ= pqμp （4-17） 对于本征半导体：σ= nqμn+pqμp （4-18） 在一定电场强度下，半导体的导电性由载流子浓度和载流子迁移率决定的。;迁移率：单位电场强度下电子的平均定向运动速度。 在不同的材料里，电子和空穴的迁移率是不同的。表4-1，98页 在不同的掺杂浓度或温度下，材料的迁移率也不一样 n-Si；5×1015cm-3；μn=1250 cm2/V·s； 9×1016cm-3；μn=700 cm2/V·s； 迁移率计算： 漂移速度： Vd=μ|E|; a= Eq/m* 载流子与原子碰撞前的运动速度 V=at= Eq/m*·t； 平均漂移运动速度 V =1/2（0+ Eq/m*·t）=1/2 Eq/m*·t ;由于载流子的散射具有偶然性，两次散射间的自由运动时间t并不相同，改写成： V = Eq/m*·τ；τ：平均自由运动时间。 τ= 1/P， （4-39） τ：散射几率的倒数： P：散射几率 由 V=μE， 得： μ= q??/m*； 电子迁移率：μn= qτn/mn*； （4-43） 空穴迁移率：μp= qτp/mp* （4-44） 迁移率受自由电子或空穴的有效质量决定。 不同的半导体材料，有效质量不同，迁移率也不同。 自由电子的迁移率一般比空穴迁移率大。 迁移率还受平均自由运动时间的影响，τ越长，迁移率也就越高。;半导体的电导率 对于n型半导体；σ= nqμn = nq2τn/mn* （4-45） 对于p型半导体：σ= pqμp = pq2τp/mp* 对本征半导体： σ= nqμn+pqμp = nq2τn/mn* + pq 2τp/mp* 载流子散射 1）电离杂质散射：载流子与电离杂质由于库仑作用引起的散射。;杂质浓度有关：杂质浓度越大，散射越强，迁移率 越低。 与温度有关：温度越大，载流子运动快，散射小，温度低，载流子运动慢，散射大。 P ∝Ni/ T3/2 （4-19） τi ∝T3/2/Ni 2）晶格振动散射：由于晶格原子振动引起的载流子散射 温度越高，晶格振动越剧烈，散射越强。 声学