
【电】 diffused-layed resistor
【化】 diffusion layer
resistance
【计】 ohmic resistance; R
【化】 resistance
【医】 resistance
在电子工程与半导体物理领域,"扩散层电阻"(Diffusion Layer Resistance)指载流子在半导体材料的扩散层区域内移动时受到的阻碍作用。该电阻主要由载流子浓度梯度和散射机制决定,直接影响器件的电流传输效率。以下是详细解释:
汉英对照释义
物理本质
根据菲克扩散定律,载流子扩散电流密度 ( J{text{diff}} ) 与浓度梯度成正比:
$$ J{text{diff}} = -q Dn frac{dn}{dx} quad (text{电子})
J{text{diff}} = q D_p frac{dp}{dx} quad (text{空穴}) $$
其中 ( D_n, D_p ) 为扩散系数,( dn/dx, dp/dx ) 为浓度梯度。电阻源于载流子迁移率受限及散射损耗。
材料依赖性
器件中的表现
在PN结、双极晶体管(BJT)中,扩散层电阻与基区或发射区载流子输运效率直接相关,影响器件开关速度与功耗。典型公式为:
$$ R_{text{diff}} = frac{W}{2D_p tau_p} quad (text{PN结基区电阻}) $$
( W ) 为扩散层宽度,( tau_p ) 为空穴寿命。
参考文献
扩散层电阻是半导体器件或燃料电池中的关键概念,其具体含义和特性如下:
扩散层电阻指在半导体扩散工艺中,由掺杂材料扩散形成的薄层所呈现的电阻。在半导体中,它通常表现为方块电阻(Rₛ),即表面为正方形的扩散层在电流方向上呈现的电阻,单位为Ω/□(欧姆每方块)。
方块电阻的表达式为: $$ R_s = frac{rho}{x_j} = frac{1}{sigma x_j} $$ 其中:
实际测量中常用四探针法,需对单/双面扩散层进行修正,公式为: $$ R_s = frac{V}{I} cdot F $$ $F$ 为修正因子,与探针间距和样品尺寸相关。
总结来看,扩散层电阻是衡量扩散工艺质量的关键参数,需结合材料特性、工艺条件和测量方法综合分析。
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