Diffusion Current   확산 전류

1. 반도체 내 확산 현상 (Diffusion)

  ㅇ 불순물 반도체에서, 주입된 전하 과잉 캐리어 농도가,
     - 무작위 열운동에 의해,
     - 불균일 농도 분포의 감소 방향으로의,
     - 전하 이동 현상

       


2. 반도체 내 확산 전류 식 유도

  ※ 픽 법칙(픽의 제1법칙)을 참조하여 유도됨
     - 비례관계  :  (확산 유량밀도)  ∝  (농도 기울기 감소) 

  ㅇ (확산 유량밀도) = (확산계수 D) x (-dn/dx)

  ㅇ 확산 전류밀도 [A/㎡] = 반송자 유량밀도 [C/(㎡·s)]
                          = 전하량 [C] x 농도 [개/㎥] x 이동 속도 [m/s]
                          = 전하량 [C] x 확산계수 [㎡/s] x 농도 기울기 [(개/㎥)·(1/m)]

  ㅇ 확산계수 D의 의존성
     - 물질 종류, 온도, 농도, 입자 질량 등


3. 반도체 내 전류밀도

  ㅇ 반도체 전자 및 정공에 의한 확산 전류 밀도식
     - 전자 확산전류 :  Jn,diff = e Dn dn/dx
     - 정공 확산전류 :  Jp,diff = - e Dp dp/dx

  ㅇ 아인스타인 관계식
     - 전하 확산계수 및 전하 이동도 사이의 관계
        . 확산계수 및 이동도는 서로 무관치 않은 열역학적 유사성이 있음
        
[# \frac{D_n}{μ_n} = \frac{D_p}{μ_p} = \frac{kT}{q} #]