扩散电流

✍ dations ◷ 2025-08-09 15:16:52 #扩散电流

扩散电流在半导体中因载流子（空穴或自由电子）扩散作用引起的电流。半导体中的扩散电流可以与由于电场形成的漂移电流同向或者反向。在一个平衡状态的PN结中，耗尽层的正向扩散电流和反向扩散电流平衡，因而净电流为零。可以用漂移–扩散方程来统一描述扩散电流和漂移电流。掺杂材料的扩散常数可以通过Haynes–Shockley experiment（英语：Haynes–Shockley experiment）确定。下面是这两种电流的对比：扩散电流存在无需在半导体上外加电场。这是因为扩散作用是由载流子浓度的变化，而不是载流子浓度本身所引起的。载流子(空穴和自由电子)从高浓度的地方运动到低浓度的地方，这种扩散运动产生了电流，叫做扩散电流。漂移电流和扩散电流构成了半导体中的总电流。载流子浓度的变化形成梯度。由于这个梯度，半导体内产生了电场。当半导体中的载流子分布处于非平衡态时，扩散就会发生。比如半导体两端有电势差的时候，或者半导体一部分有光照产生了载流子，造成局部载流子浓度增加。如右图所示，当半导体中间有光照时，中间部分有较高载流子浓度，并向两边扩散。

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