导图社区 半导体的导电性
刘恩科半导体物理第四章，半导体的导电性知识总结。
根据刘恩科半导体物理书本第六章整理，下列思维导图详细介绍PN结知识点。
刘恩科半导体物理第五章，非平衡载流子知识总结。
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数据结构
第四章 半导体的导电性
名词解释题
电流密度
通过垂直于电流方向的单位面积的电流
漂移运动
载流子在外电场作用下所作的定向运动
迁移率
单位电场强度下载流子的平均漂移速度
平均自由程
连续两次散射间自由运动的平均路程
平均自由时间
连续两次散射间自由运动的平均时间
散射
半导体内部周期性势场被破坏，导致载流子在附加场作用下与无规则热运动的载流子发生碰撞导致速度的大小和方向发生变化
散射概率
单位时间内一个载流子受到散射的次数
声子
是晶格振动能量的最小单位，是一种准粒子
单声子过程
电子与晶格交换一个电子的过程
弛豫过程
从非平衡态逐渐恢复到平衡态的过程
热平衡载流子
在强电场情况下，载流子从电场中获得的能量很多，载流子的平均能量大于晶格系统的能量，将这种不再处于热平衡状态的载流子称为热载流子。
强电场效应
电场增强到一定程度后，半导体的电流密度不再与电场强度成正比，偏离了欧姆定律，场强进一步增加时，平均漂移速度会趋于饱和，强电场引起的这种现象称为强电场效应
简答题
散射机构
主要
电离杂质的散射

晶格振动的散射
其他
等同的能谷间散射、中性杂质散射、位错散射、合金散射、载流子间的散射
电离杂质的散射过程
施主杂质电离后是一个带正电的离子，受主杂质电离后是一个带负电的离子。 电离施主或受主周围会形成一个库仑势场，这一势场局部地破坏了杂质附近的周期性势场（使载流子发生散射的附加势场），当载流子运动到电离杂质附近时，就会因为库仑势场的作用而发生散射。
弹性散射和非弹性散射的区别 （也可单独出名词解释题）
弹性散射：散射前后电子能量基本不变，如长声学波振动
非弹性散射：散射前后电子能量有较大的改变，如光学波振动
迁移率与杂质和温度的关系
杂质浓度增大后少子迁移率大于多子迁移率的原因
这是重掺杂时杂质能级扩展为杂质能带所导致的。 以重掺杂的n型硅为例： 对于多子：由于施主能级扩展成杂质能带，导致禁带变窄，导带电子不仅受到电离杂质的散射，还会被施主能级俘获，从而一部分电子经过一定时间会被释放到导带中参与导电，这些电子在导带中作漂移运动时，不断地被施主能级俘获，再释放，再俘获，使得电子漂移速度减慢，另外有相当一部分电子在杂质带上运动，不参与导电，以致它们的漂移速度，从而多子迁移率降低。 对于少子：但是价带空穴还是在正常的价带中做漂移运动，掺杂对少子的迁移率影响不大。
杂质浓度升高时，电阻率与杂质浓度的关系曲线严重偏离线性的原因
1.杂质在室温下不能全部电离 2.迁移率随杂质浓度的增加将显著下降
强电场作用下，欧姆定律发生偏移的原因
■ 在无外场时，载流子的能量与晶格的相同，两者处于热平衡态
■ 在电场存在时，载流子在电场中获得能量，并以声子的形式传递给晶格。载流子发射的声子数多于吸收的声子数，在稳态时，单位时间载流子从电场中获得的能量与给予晶格的能量相同。
■ 在强电场的情况下，载流子从电场中获得的能量很多，载流子的平均能量比热平衡时的大，因而载流子与晶格不再处于热平衡态。
推导题
欧姆定律的微分形式
代入
得
电导率和迁移率的关系式
平均自由时间和散射概率的关系
电导有效质量
重要公式
电子迁移率
空穴迁移率
重要概念
对于补偿半导体（既掺有施主、又掺有受主的半导体）， 载流子浓度取决于施主、受主杂质浓度之差（例如对于n型，即ND-NA） 载流子迁移率取决于施主、受主杂质浓度之和（ND+NA）
频率最低的三个格波称为声学波 频率高的三个称为光学波
画图题
电阻率随温度的变化
迁移率随温度的变化
