半導(dǎo)體物理公式總結(jié)

半導(dǎo)體的導(dǎo)電性

電子在電場(chǎng)力作用下的定向運(yùn)動(dòng)是漂移運(yùn)動(dòng)。熱運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的，雜亂無(wú)章的運(yùn)動(dòng)。

遷移率表示單位場(chǎng)強(qiáng)下電子的平均漂移速度。

散射指載流子在半導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)時(shí)與熱振動(dòng)的晶格原子或電離的雜質(zhì)離子作用，載流子的速度大小和方向發(fā)生改變。兩次連續(xù)散射間自由運(yùn)動(dòng)的平均路程稱為平均自由程，平均時(shí)間稱為平均自由時(shí)間。散射率是平均自由時(shí)間的倒數(shù)，表示單位時(shí)間內(nèi)一個(gè)載流子受到的散射的次數(shù)。

電離雜質(zhì)散射是電離的施主或受主帶電形成庫(kù)倫勢(shì)場(chǎng)，局部的破壞了雜質(zhì)附近的周期性勢(shì)場(chǎng)，載流子運(yùn)動(dòng)到電離雜質(zhì)附近時(shí)，運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變。特點(diǎn)是低溫使載流子的運(yùn)動(dòng)速度降低，散射更大，遷移率隨溫度上升而增加，散射軌跡是以帶電中心為焦點(diǎn)的雙曲線。

晶格散射有聲學(xué)波散射和光學(xué)波散射。聲學(xué)波原胞內(nèi)兩個(gè)原子的振動(dòng)沿同一方向。光學(xué)波原胞內(nèi)兩個(gè)原子的振動(dòng)沿相反方向這兩種波都包含一個(gè)縱波和兩個(gè)橫波。長(zhǎng)波和縱波的散射起主要作用，對(duì)禁帶寬度有影響。溫度升高，晶格散射更顯著。

其他散射機(jī)構(gòu)還有谷間散射，是非彈性散射，低溫時(shí)谷間散射很小。中性雜質(zhì)散射只有在雜質(zhì)濃度高的重?fù)诫s半導(dǎo)體中，并且溫度很低時(shí)，晶格散射和電離雜質(zhì)散射都很微弱的情況下才起主要作用。位錯(cuò)散射，散射概率與位錯(cuò)密度有關(guān)。合金散射是混合晶體中特有的反射機(jī)制。載流子之間也有散射作用，但是只有在強(qiáng)簡(jiǎn)并時(shí)才顯著。

回旋共振實(shí)驗(yàn)用來(lái)測(cè)量半導(dǎo)體內(nèi)載流子的有效質(zhì)量。

回旋共振實(shí)驗(yàn)測(cè)有效質(zhì)量的公式。

電導(dǎo)有效質(zhì)量。電導(dǎo)遷移率

Ex電場(chǎng)，B磁場(chǎng)，通x方向電流將產(chǎn)生Ey方向電場(chǎng)。稱為霍爾效應(yīng)。

磁阻效應(yīng)，在與電流垂直的方向加磁場(chǎng)后，沿外加電場(chǎng)方向的電流密度有所降低及電阻增大。

磁阻效應(yīng)分類有：一，物理磁阻效應(yīng)，材料電阻率隨磁場(chǎng)增大而增大，又稱磁阻率效應(yīng)。物理磁阻效應(yīng)，單種載流子不計(jì)入速度統(tǒng)計(jì)分布時(shí)，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)路徑為曲線散射率增大，電阻率增大，計(jì)入速度統(tǒng)計(jì)分布，載流子不是恰好在平衡速度時(shí)，運(yùn)動(dòng)路徑會(huì)偏離外加電場(chǎng)方向，使得單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的載流子減少，電阻率上升。

二，幾何磁阻效應(yīng)不同形狀，樣品在同樣磁場(chǎng)下電阻不同。幾何磁阻效應(yīng)是磁場(chǎng)作用下電流偏轉(zhuǎn)，從而流經(jīng)的路徑增加，即L增加。若長(zhǎng)條樣品l比b遠(yuǎn)大于一，則增大不明顯，若l比b遠(yuǎn)小于一，霍爾效應(yīng)降低l明顯增加，電阻增加多。

柯比諾圓盤，從圓盤中心施加輻射形式向外的電場(chǎng)，任何位置不積累電荷，也不產(chǎn)生霍耳電場(chǎng)，電流僅以螺旋路徑流通，電極間電阻明顯增加。