半导体物理课件：第五章 非平衡载流子.ppt

半导体物理课件：第五章 非平衡载流子 本章主要介绍非平衡载流子的概念、产生、检测和寿命，以及相关的物理现象和应用。非平衡载流子是半导体物理中一个重要的概念，它指的是在半导体中由于外界作用，电子浓度或空穴浓度发生变化，从而偏离热平衡态的载流子。 5.1 非平衡载流子的注入与复合 非平衡载流子的产生可以通过光注入、电注入等方式实现。这些注入方式可以使电子浓度或空穴浓度发生变化，从而形成非平衡载流子。非平衡载流子的表示为Δn和Δp，它们分别表示电子浓度和空穴浓度的变化。 在热平衡态下，电子浓度和空穴浓度是恒定的，但是在外界作用下，这种情况可以被破坏。非平衡态是指系统对平衡态的偏离。非平衡载流子的产生可以分为大注入和小注入两种情况。大注入是指非平衡载流子浓度大于平衡时的多子浓度，而小注入是指非平衡载流子浓度小于平衡时的多子浓度。 5.1.1 非平衡载流子的产生 非平衡载流子的产生可以通过光注入、电注入等方式实现。光注入是指通过光照射半导体，使电子浓度或空穴浓度发生变化。电注入是指通过电流注入半导体，使电子浓度或空穴浓度发生变化。 5.1.2 非平衡载流子的检测 非平衡载流子的检测可以通过光电导衰减法实现。光电导衰减法是指通过测量半导体中的电导率来检测非平衡载流子。 5.1.3 非平衡载流子的复合与寿命 非平衡载流子的复合是指非平衡载流子逐渐消失的过程。非平衡载流子的寿命是指非平衡载流子在半导体中的生存时间。 5.2 准费米能级 准费米能级是指半导体中的费米能级在非平衡态下的变化。准费米能级是指电子子系统和晶格之间的能量交换过程。 5.2.1 准平衡 准平衡是指半导体中的电子子系统和晶格之间的能量交换过程。在准平衡态下，电子子系统和晶格之间的能量交换达到平衡。 5.3 复合理论 复合理论是指非平衡载流子的复合过程。复合理论可以分为直接复合、间接复合、辐射复合和非辐射复合等几种类型。 5.4 陷阱效应 陷阱效应是指半导体中的电子或空穴被捕获的现象。陷阱效应可以影响非平衡载流子的寿命。 5.5 载流子的扩散运动 载流子的扩散运动是指非平衡载流子在半导体中的扩散过程。载流子的扩散运动可以影响半导体中的电导率。 5.6 载流子的漂移运动 载流子的漂移运动是指非平衡载流子在半导体中的漂移过程。载流子的漂移运动可以影响半导体中的电导率。 5.7 连续性方程 连续性方程是指描述非平衡载流子在半导体中的扩散和漂移过程的数学方程。连续性方程可以用来模拟非平衡载流子的行为。 本章主要介绍了非平衡载流子的概念、产生、检测和寿命，以及相关的物理现象和应用。非平衡载流子是半导体物理中一个重要的概念，它在半导体器件的设计和制造中发挥着重要作用。