扩散运动：粒子由高浓度处向低浓度处的净输运。扩散运动完全是由粒子浓度不均匀所引起，有浓度梯度就有扩散，扩散是一种基本的物质运动形式。对于一块均匀掺杂的半导体，例如N型半导体，电离施主带正电，电子带负电，由于电中性的要求，各处电荷密度为零，所以载流子分布也是均匀的，即没有浓度差异，因而均匀材料中不会发生载流子的扩散运动。1.5.1扩散电流密度电子既有浓度梯度，又有电场作用1.5.3杂质浓度梯度及其感生电场对于平衡态半导体，扩散与漂移运动最终达到动态平衡，电子的净输运为零，即迁移率是反映载流子在电场作用下移动难易程度的物理量，扩散系数反映载流子存在浓度梯度时扩散难易程度的物理量显然迁移率和扩散系数都是由材料本身的固有特性决定的，两者之间存在一定的关系是可以理解的。例题1.6非平衡载流子载流子的产生与复合是一个不断进行的动态过程。在热平衡条件下，半导体中的载流子浓度保持恒定。这就意味着，在热平衡条件下，载流子的产生与复合处于动态平衡。单位时间单位体积内产生或复合的载流子数分别称为产生率和复合率。产生率（记为G）和复合率（记为R）是相等的，条件：对半导体施加一定的外场，如用高能光子照射半导体．过程：部分价带电子吸收光子能跃迁到导带成为自由电子。结果：同时在价带形成相同数量的空穴。这种方式产生的载流子称为光产生或光注入的非平衡载流子（也称为过剩载流子）。电子一空穴总是成对产生的，因此非平衡电子与非平衡空穴的产生率相等例如在一定温度下，当没有光照时，一块半导体中的电子和空穴浓度分别为n0和p0，假设是N型半导体，则n0>p0，当用适当波长的光照射该半导体时，只要光子的能量大于该半导体的禁带宽度，那么光子就能把价带电子激发到导带上去，产生电子-空穴对，使导带比平衡时多出一部分电子Δn，价带比平衡时多出一部分空穴Δp，且Δn=Δp。在一般情况下，注入的非平衡载流子浓度比平衡时的多数载流子浓度小得多。对于N型半导体，Δn远小于n0，Δp远小于n0，满足这个条件的注入称为小注入。例1Ω·cm的N型硅中，n0≈5.5×1015cm-3，p0≈3.1×104cm-3，若注入非平衡载流子Δn=Δp=1010cm-3，Δn远小于n0，是小注入，但是Δp几乎是p0的106倍，即Δp远大于p0。复合过程：注入的非平衡载流子并不能一直存在下去，光照停止后，它们会逐渐消失，也就是原来激发到导带的电子又回到价带，电子和空穴又成对地消失了。最后载流子浓度恢复到平衡时的值，半导体又回到了平衡状态。结论：产生非平衡载流子的外部作用撤除后，由于半导体的内部作用，使它由非平衡状态恢复到平衡状态，过剩载流子逐渐消失。实验表明对于N型半导体，光照停止后，Δp随时间按指数规律减少。这说明非平衡载流子并不是立刻全部消失，而是有一个过程，即它们在导带和价带中有一定的生存时间，有的长些，有的短些。非平衡载流子的平均生存时间称为非平衡载流子的寿命，用τ表示。τ在小注入条件下是常数，称为非平衡载流子寿命，是非平衡载流子复合前存留时间的统计平均值。由此可见，平衡载流子按指数规律衰减，表征衰减快慢的物理量是非平衡就流子的寿命1.6.3间接复合理论讨论具有一种复合中心能级的简单情况禁带中有了复合中心能级，就好像多了一个台阶，电子-空穴的复合可分两步走：第一步，导带电子落入复合中心能级；第二步，这个电子再落入价带与空穴复合。复合中心恢复到原来空着的状态，又可以再去完成下一次的复合过程。在半导体材料Si中，杂质Cu、Au的能级接近于带隙中央，是有效的复合中心（为何？）当Au的浓度在1014～1017cm-3时，少子寿命随Au浓度的增加而线性减少，在此浓度范围内，少数载流子寿命从大约2x10-7s逐渐线性地减少到2x10-10s,在一些高速开关器件中，常掺入Au以减小少子寿命，缩短开关时间．1.6.4准费米能级式中，EFn和EFp分别为电子准费米能级和空穴准费米能级对于非平衡态半导体，多数载流子的准费米能级与平衡态相比仅变化了2%(0.005eV）少数载流子的准费米能级与平衡态相比，从本征费米能级之上的0.228eV处移到了本征费米能级之下的0.186eV处，变化了18.4%1.7半导体基本方程1.7.1泊松方程做简单了解ThankYou!