半导体物理学——（四）半导体的导电性

载流子的漂移运动和迁移率

*欧姆定律

漂移运动与迁移率

半导体的电导率与迁移率

对于n型半导体Jn起主要作用，对于p型半导体Jp起主要作用，对于本征半导体，用本征载流子浓度分别于Jn Jp相乘。

载流子的散射

含义：载流子在半导体中运动时，便会不断地与热振动着的晶格原子或电离了的杂质离子发生作用，或者说发生碰撞，碰撞后载流子速度的大小及方向就发生改变，用波的概念，就是说电子泊在半导体中传播时遭到了散射。
自由载流子：实际上只在两次散射之间才真正是自由运动的，其连续两次散射间自由运动的平均路程称为平均自由程，而平均时间成为平均自由时间。
半导体的主要散射机构
产生散射的根本原因是载流子的周期性势场被破坏。

电离杂质的散射
常以散射概率P来描述散射的强弱，它代表单位时间内的一个载流子受到散射的次数。
晶格振动的散射（迁移率随温度升高而降低）
（1）声学波与光学波
一纵两横，即一平行两垂直。
其他因素引起的散射

迁移率与杂质浓度和温度的关系

平均自由时间和散射概率的关系

电导率，迁移率与平均自由时间的关系
（记住公式即可）

因为电子和空穴的平均自由时间和有效质量不同，所以他们的迁移率也是不同的，若假设他们平均自由时间相同，因为电子电导有效质量小于空穴有效质量，所以，电子迁移率大于空穴迁移率。
****我觉得有必要提一下有效质量的意义，学渣的我表示经常忘记意义。。。
原子中电子吸收外界能量后，脱离原子，从价带进入导带，成为近自由粒子在晶体内运动；电子脱离原子后，在原位置形成空穴，空穴依旧受到来自原子势场的作用；有效质量的意义：体现了载流子受到内部势场和外电场作用的综合效果，空穴收到了更多来自于半导体内部势场的影响，故体现为具有更大的有效质量。
迁移率与杂质和温度的关系

当杂质浓度增加，杂质散射影响增强；浓度高到一定数值，低温范围，随着温度的升高，电子迁移率上升，即温度较低时，杂质散射起主要作用，迁移率随着温度的升高而升高，温度继续升高，以晶格振动散射为主，迁移率下降。
低参杂时，少子与多子迁移率相同；杂质浓度增大到一定程度后，少子迁移率大于相同参杂浓度下的多子迁移率。（重参杂时杂质能级扩展为杂质能带）
杂质浓度较低时，空穴的多子与少子迁移率也趋近于相同的数值。
当杂质浓度增大时，电子与空穴的多子少子迁移率都下降。
对给定的杂质浓度，电子与空穴的少子迁移率均大于相同杂质浓度下的多子迁移率。
相同杂质浓度下少子与多子迁移率的差别，随着杂质浓度的增大而增大。
电阻率及其与杂质浓度和温度的关系

根据电阻率与电导率的公式。

电阻率随温度的变化：对于纯半导体材料，电阻率主要有本征载流子浓度所决定。本征半导体电阻率随温度上升而单调下降，这是半导体区别于金属的一个重要特征。