复习扩散方程

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 楼主| xukun977 发表于 2020-6-24 20:48 | 显示全部楼层 |阅读模式

先看教材:


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 楼主| xukun977 发表于 2020-6-24 20:52 | 显示全部楼层
本帖最后由 xukun977 于 2020-6-24 21:34 编辑

1,为何要研究扩散方程。

二极管和三极管,都是扩散型器件,而二极管和三极管是模电中基本器件,所以肯定要扩散方程。

具体来说,非本征半导体中电子和空穴方程为:


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如果是N型半导体,小注入条件,稳态时候,那么上面4个量,谁大谁小?



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很明显,少子空穴,主要依靠强大的扩散强度,在器件工作中起到了核心作用。所以Jh几乎就是等于其扩散电流。
而对于多子电子来说,漂移分量和扩散分量是差不多大小的,具体来说,多子扩散电流,不但要抵消少子扩散电流,还要抵消多子漂移电流。

所以少子扩散方程,太重要了,对于二极管和三极管来说。




2,我前面已说,不但是在电路理论中,还是其它物理情形,指数解出现的概率是80%以上。
所以求解扩散方程,必须窜上去就能写出解的一般式。

如果是空间相关项,那么指数中的分母,要么是扩散长度,或者德拜长度,如果是时间相关量,那么分母是寿命货弛豫时间。

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3,相关题目中,有个超级变态的知识点,十分迷惑新手。


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就是关于过剩少子的电中性近似,来个半推半就--------近似相等,不能相等。。。。

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要是把这个条件,理解成下式,就错了:

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原因在于如果两者之差真等于零,那么电场就没有变化了:

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所以电中性条件,里面有陷阱,一不留神就会出错。




4,求解这种方程,应该养成一种好习惯,首先就归一化处理。


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为何要做归一化处理???因为近似的时候,什么量非常小,如果不做归一化处理,就没有比较对象,于是就无法判断某个量是否真的可以小到可以忽略。




5,这个扩散方程的解,又涉及到我前面说的误差积分了:





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这个知识点,我发帖说了十万八千多次了,即便是傻子也该能记住了:


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6,如果光照是在半导体中央,而且是理想的脉冲,那么扩散距离的平方是11.09倍t,这个结论在热动力学中是非常重要的。

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 楼主| xukun977 发表于 2020-6-24 22:17 | 显示全部楼层


另外,关于扩散的特点或特性,可能和直觉想象有所不同:
1,虽然扩撒的粒子总体上有朝某些方向运动的趋势,但是在流动方向上,任意粒子上都没有净力的作用;
2,参与扩散的众多粒子,它们之间无需要有相互碰撞;
3,扩散粒子必须随机振动,而且必须与周围环境碰撞;
4,有句话听着像是哲学:扩散粒子会离开它曾经呆过的地方。
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