半导体中迁移率与电场强度的关系

半导体迁移率定义为单位电场中载流子移动速度，在较低场强下是与电场强度无关。而在高强度电场下，载流子会通过声子将能量传递到晶格，所以电场提供的能量不能完全作用于载流子，迁移率会降低，电流也会逐渐饱和。

具体参考刘恩科《半导体物理学》4.6.1章节欧姆定律的偏离

迁移率是指载流子（电子和hole）在单位电场作用下的平均漂移速度，即载流子在电场作用下运动速度的快慢的量度，运动得越快，迁移率越大；运动得慢，迁移率小。同一种半导体材料中，载流子类型不同，迁移率不同，一般是电子的迁移率高于hole。如室温下，低掺杂硅材料中，电子的迁移率为1350cm^2/（VS），而hole的迁移率仅为480cm^2/(VS)。

迁移率主要影响到晶体管的两个性能：

一是载流子浓度一起决定半导体材料的电导率（电阻率的倒数）的大小。迁移率越大，电阻率越小，通过相同电流时，功耗越小，电流承载能力越大。由于电子的迁移率一般高于hole的迁移率，因此，功率型MOSFET通常总是采用电子作为载流子的n沟道结构，而不采用hole作为载流子的p沟道结构。

二是影响器件的工作频率。双极晶体管频率响应特性最主要的限制是少数载流子渡越基区的时间。迁移率越大，需要的渡越时间越短，晶体管的截止频率与基区材料的载流子迁移率成正比，因此提高载流子迁移率，可以降低功耗，提高器件的电流承载能力，同时，提高晶体管的开关转换速度。

---