非平衡载流子

非平衡载流子指的是在半导体中出现的一种现象，当半导体处于非平衡状态时，其载流子浓度不再保持原有的平衡值，而是会增加或减少。这种超出平衡状态的部分载流子被称为非平衡载流子。

产生条件

非平衡载流子的产生有两类情况：一是通过外部注入导致半导体内的载流子数量超过平衡状态，这种情况称为注入；二是通过外部抽取使得半导体内的载流子数量低于平衡状态，这种情况称为抽出。

寿命

非平衡载流子的寿命取决于它们的存在时间和变化过程。在没有外力影响的情况下，非平衡载流子会逐渐复合并消失，这个过程中载流子的平均消失时间即为其复合寿命。与此相对应的是，在半导体内缺少载流子的情况，会产生新的载流子来恢复平衡状态，这一过程所需的时间则为产生寿命。不同类型的半导体具有不同的复合与产生机制，如硅主要依赖于复合中心的间接复合机理。

特征

大多数情况下，非平衡载流子是少数载流子。这是因为在维持半导体电中性的条件下，通常无法直接向半导体内部注入或从中抽取多数载流子，因此非平衡载流子通常是非平衡少数载流子。

运动形式

非平衡载流子的主要运动形式之一是扩散。由于非平衡载流子作为少数载流子能够在半导体中形成浓度梯度，因此即使在小注入状态下，也能产生较大的扩散电流。相比之下，由电场引起的漂移电流通常较小。

参考资料

第五章 非平衡载流子.人人文库.2024-11-04

必看!半导体物理入门到精通——非平衡态载流子的注入和复合、寿命和复合率、准费米能级.知乎专栏.2024-11-04

半导体物理与器件笔记(九)——非平衡载流子.知乎专栏.2024-11-04