Cơ chế dẫn điện trong chất bán dẫn

Cơ chế dẫn điện trong chất bán dẫn

Cơ chế dẫn điện trong chất
bán dẫn
Bởi:
Trương Văn Tám
Dưới tác dụng của điện trường, các điện tử và lỗ trống di chuyển với vận tốc trung bình
vn=μn.E và vp=μp.E.
Số điện tử và lỗ trống di chuyển thay đổi theo mỗi thời điểm, vì tại mỗi thời điểm có
một số điện tử và lỗ trống được sinh ra dưới tác dụng của nhiệt năng. Số điện tử sinh ra
trong mỗi đơn vị thời gian gọi là tốc độ sinh tạo g. Những điện tử này có đời sống trung
bình τn vì trong khi di chuyển điện tử có thể gặp một lỗ trống có cùng năng lượng và tái
hợp với lỗ trống này. Nếu gọi n là mật độ điện tử, trong một đơn vị thời gian số điện tử
bị mất đi vì sự tái hợp là n/τn. Ngoài ra, trong chất bán dẫn, sự phân bố của mật độ điện
tử và lỗ trống có thể không đều, do đó

Dòng điện khuếch tán của điện tử đi qua A là:

Dn được gọi là hằng số khuếch tán của điện tử.
Suy ra mật độ dòng điện khuếch tán của điện tử là:

1/2


Cơ chế dẫn điện trong chất bán dẫn

Tương tự, trong một giây có

lỗ trống bị mất đi, với p là mật độ lỗ trống và τp là là đời sống trung bình của lỗ trống.
Dòng điện khuếch tán của lỗ trống trong mẫu bán dẫn trên là:

Và mật độ dòng điện khuếch tán của lỗ trống là:

Người ta chứng minh được rằng:

Với: K là hằng số Boltzman = 1,382.10-23J/0K
T là nhiệt độ tuyệt đối.
Hệ thức này được gọi là hệ thức Einstein.
Ở nhiệt độ bình thường (3000K): VT=0,026V=26mV

2/2