负微分迁移率效应

强电场下载流子输运行为的另一个重要转变，是由于电子在不等价能谷间转移。

简介对于像砷化镓、磷化镓那样在导带中存在能量相差不大的两个不等价能谷的半导体，在外加电场升高到足以发射有光学声子参与的散射之前，短波声学声子因已足以提供可弥补两个不等价能谷之间的能量差，而使热电子从主能谷向能量较高的子能谷跃迁。

由于这两个不等价能谷一般具有不同的曲率，这种跃迁往往导致电子有效质量的改变，从而发生迁移率的改变。

负微分电阻效应负微分电阻效应，又称为负阻特性，负微分电阻一般是指n型的GaAs 和 InP等双能能谷半导体中由于电子转移效应（Transferred-electr on effect）而产生的一种效果——电压增大、电流减小所呈现出的电阻。

没有一个单一的电子元件，可以在所有工作范围都呈现负阻特性，不过有些二极管（例如隧道二极管）在特定工作范围下会有负阻特性。 用共振隧道二极管说明其负阻特性。

有些气体在放电时也会出现负阻特性。而一些硫族化物的玻璃、有机半导体及导电聚合物也有类似的负阻特性。负阻元件在电子学中可制作双稳态的切换电路及频率接近微波频率的震荡电路。

许多振荡电路会使用一埠的负阻元件，例如负耗阻性管、隧道二极管及耿氏二极管等。在振荡电路中，像LC电路、石英晶体谐振器或谐振腔等会和有施加偏压的负阻元件相接。负阻元件可以抵消振荡电路中电阻带来的能量损失，使振荡电路可以持续振荡。这类电路多半是用在微波波长的振荡电路。振荡电路也会使用一些功率扩大元件（如真空管）的负阻．像负耗阻性管振荡器即为一例。

相关研究对于新型的负电子微分迁移率场效应管内部的电位、沿沟道方向的电场以及载流子浓度的稳态分布进行了二维数值模拟，结果表明通过适当选取器件尺寸、掺杂分布以及偏置电压,沿沟道方向可以产生一个处于负电子微分迁移率范围之内的均匀电场，使沟道具有负RC效应而不出现高场畴1。

对 Ga As光导开关非线性工作时 ，负微分迁移率和碰撞电离的作用进行了数值分析 ，给出了考虑和未考虑碰撞电离作用时的外电路电流输出波形 ，以及载流子和电场的空间分布和随时间演变的情况。

计算表明 Ga As材料的负微分迁移率引起的微分负阻 ，会导致阴极附近电场的动态增强 ，使得阴极附近的电场达到本征碰撞电离发生的阈值电场 ，从而引发本征碰撞电离的发生2。

本词条内容贡献者为:

李晓林 - 教授 - 西南大学