|
Öz iletkenler ve hatalı yerler
iletkenliği bölümlerinde belirtildiği üzere, yarı iletkenlerde yük taşıyıcılar
konsantrasyonu çeşitli önlemlerde (doyurma, sıcaklık değişimi, ışınlandırma
vb.) etkilenir, yani değiştirilebilir. Bu nedenle de yarı iletkenlerde yük
taşıyıcılar için hacimsel konsantrasyon farklılıkları oluşur. Konsantrasyon
gradyantı küçük
partikülerler konsantrasyonu yönünde bir difüzyon akımı oluşturur. Bu difüzyon
akımının partikülerler akım yoğunluğu konsantrasyon seviye farkları ile
orantılıdır (Şek. 14).
Şekil : 1.20
Solda elektronların ve sağda boşlukların konsantrasyon
seviye farkları ve buradan da birleştirilmiş difüzyon akımı
S = - D . (I. Fick Kuralı)
Burada orantı faktörü D difüzyon sabitesi olarak
adlandırılır, birimi cm2/S ‘dir.
Elektriksel akım yoğunluğu her bir
partiküler yüklerin birbirleri ile çarpımı ile (elektronlar için -e, boşluklar
için + e) bulunur. Her iki difüzyon akım kısmı böylelikle elektronlar için:
İDiff . n = e Dn ve
Delikler için İDiff. n = -e Dp ve
olduğu saptanır.
En genel bir hal olarak yarı
iletkenlerde dört akım payının dikkate alınması gereklidir (iki alan akım payı
ve iki difüzyon akım payı)
İalan = e . nμn E + e . pμpE
İDiff = e . Dn -e Dp
Difüzyon sabitesi ve hareketlilik aynı dağılma
mekanizması ile bağıntılıdır. Bunlar birbirleri ile Einstein bağıntısı
denklemleri ile bağlıdırlar.
Dn = Dp = 
Orantı faktörü KT/e, termik hareketlerin difüzyonu
oluşturacağı düşünüldüğünde, kolayca anlaşır haldedir.
|