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扩散理论与热电子发射理论扩散理论热电子发射理论JSD
随外加电压变化对温度敏感不如JSTJST
与外加电压无关对温度很敏感xd>>lnxd<<ln扩散理论与热电子发射理论扩散模型热发射模型载流子的热运动速度。高能电子直接越过势垒的“发射”反映晶体内部输运(扩散运动)“阻力”的大小。准费米能级的变化导致的多子扩散电流。一般情形:扩散模型与热发射模型的结合(1)准费米能级的下降,驱动电子向界面扩散;(2)界面附近半导体与金属功函数的差值,促使电子由半导体向金属内部发射作业题在扩散模型中,利用
证明,其中EM为金半接触中的最大场强,并证明2.证明热发射模型中,其中为热运动平均速度,金属接触和表面态导致阻挡层的形成,扩散理论和热电子发射理论解释了其整流特性。但实际发现:高阻方向电流随电压的增加更显著,低阻方向电流的增加没有理论预测的陡峭。引入镜像力和隧道效应的影响进行修正0.010.1I(mA)00.40.60.80.2实际理论V(v)Ge检波器的反向特性在金属-真空系统中,一个在金属外面的电子,要在金属表面感应出正电荷,电子也受到感应的正电荷的吸引如负电荷距离金属表面为x,则它与感应出的金属表面的正电荷之间的吸引力,相当于在-x处有个等量的正电荷之间的作用力,即镜像力把电子从x点移到无穷远,电场力做的功,附加势能:真空中,镜像力为:对于金-半接触势垒中的电子,附加势能为:取势能零点在EFm,电子的势能为:镜像势能EF镜像力对势垒的影响①平衡时即没有加电压时当电子所受到的电场力=镜像力时,电子势能在Xm处出现极大值。得到:镜像力使得势垒顶向内移动,并且引起势垒的高度减低,用表示。一般xd0>>xm:qfD镜像势能EF镜像力对势垒的影响②外加电压时势垒极大值的位置为:镜像力引入的势垒与qφns
相比很小,势垒高度-qV(xm)。所以:镜像势能EF又2xmxd>>x2m近似采用平衡时的结果镜像势能EF∴xd当反向电压|V|>>VD时,镜像力的作用明显!隧道效应:能量低于势垒顶的电子,有一定的几率穿过这个势垒。决定隧道穿透几率的两个因素:(a)势垒高度(b)隧道厚度简化模型:势垒厚度xd大于临界值xc
,电子完全不能穿过;小于xc势垒对电子完全透明,电子可以直接通过!xc如
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