Нерівноважні процеси в н/п

Координаційне число

Білет 9

Випадки

Рис 6.

Бар’єр стає відсутній і зводиться до нуля і залежність I від U стає лінійною. Якщо поміняти полярність то товщина запірного шару буде рости і концентрація буде менша. Збільшення напруги не міняє

Рис 7.

і прилад, який використовує структуру метал напівпровідник це структура Шотткі.

Рис 8.

якщо пряме включення то опір

Рис 9.

Еквівалентна схема

Рис 10.

Координаційне число – число найблищих сусідів n=Cl=6, n=J=8.

Координаційне число визначається природою і формою структурних частинок, характером і спрямованістю їх взаємодій, умовою мінімуму енергії системи.

Рис 2.

Під дією зовнішнього чинника в кристалі напівпровідникових сполук генеруються не рівноважні носії заряду.

(ф5)

При постійній дії зовнішнього чинника концентрація не основних носіїв буде інтенсивно зростати на початковій фазі збудження досягає максимуму і встановлюється певна рівноважна величина. І ці не рівноважні носії заряду будуть визначатися певним рівноважним рівнем фермі і температурою. Для не рівноважних носіїв заряду не виконується закон рівноважних мас. Тоді як всі інші властивості будуть такі самі.

За час 10^-11-10^-12 сек., він обов’язково впаде, якщо є вільні енергетичні рівні і якщо концентрація не рівноважних носіїв заряду не порушує умови не виродженості електронного газу то, для розподілу використовується формула Больцмана.

(ф6)

Необхідно змінити значення енергії Фермі оскільки концентрація носіїв заряду буде змінена на величину .

(ф7)

і це квазі рівні Фермі.

Рис 3.

Поява квазі рівнів Фермі зумовлена різним часом життя та різною швидкістю генерації електронів і дірок.

Процес генерації характеризується швидкістю генерації, а швидкість визначається кількістю появи нових носіїв заряду в одиниці об’єму за одиницю часу. Аналогічне означення швидкість рекомбінації це зменшення носіїв заряду в об’ємі за кількість часу. А час від процесу генерації до процесу рекомбінації називається часом життя носія заряду.

(ф8) τ;

Рекомбінація кількість носіїв і час життя

Для діркової компоненти

(ф9) .

Якщо під дією зовнішнього чинника виникає електрон і дірка то

(ф10)

Час життя основних носіїв заряду

(ф11)

Час життя є залежний від концентрації неосновних носіїв заряду.

(ф12)

Нехай у нас у зовнішнього чинника на практиці час життя не рівноважних носіїв заряду визначається:

(ф13)

Якщо припустити що під дією зовнішнього чинника у нас є однакова кількість не рівноважних носіїв заряду ці носії будуть рекомбінувати то, час життя можна визначити з того виразу

(ф14)

звідси

(ф15)

Час життя надлишкових носіїв заряду дорівнює часу протягом, якого їх концентрація зміниться в е - разів при припиненні дії нашого збудження. Перехід електрона може відбуватися двома шляхами:

1. Міжзонна рекомбінація

2. Рекомбінація через домішкові рівні.

Рекомбінація буває випромінювальна і безвипромінювальна.

Частина енергії при безвипромінювальній рекомбінації може передаватись фононним коливанням, а вони можуть привести до появи динамічних кордонів, або ланцюжка послідовних зіткнень, які виникають в наслідок щільної упаковки і приводять, як правило до Дифекту Шотткі.

(ф16)

коефіцієнт рекомбінації носіїв заряду.

Під дією на напівпровідник зовнішнього чинника, який приводить до збільшення швидкості генерації. Тобто повна швидкість рекомбінації буде дорівнювати швидкості генерації. Звідси можна зробити висновок, що швидкість рекомбінації є:

(ф17)

Така рекомбінація називається лінійною.

це приріст не рівноважних носіїв заряду.

Якщо час життя не рівноважних носіїв заряду, для будь якого типу збудження можна записати

(ф18)

або підставивши значення рівноважних носіїв заряду, то можна стверджувати, що час життя не рівноважних носіїв заряду не залежить від інтенсивності збудження, а залежить від концентрації рівноважних носіїв заряду. І ця залежність є обернено пропорційна.

Час життя є більший в тих напівпровідниках, які менше леговані.

Час життя у власних напівпровідниках

(ф19) .

Коли ми маємо сильне збудження

(ф20)

Вираз для швидкості рекомбінації і генерації не можна нехтувати бо це доданок є домінуючим в тоді у випадку швидкість рекомбінації буде:

(ф21)

тобто за умов сильного збудження час життя і швидкість рекомбінації і генерації є пропорційний квадрату концентрації не рівноважних носіїв заряду є квадратична.

Час рекомбінації не основних носіїв заряду буде:

(ф22)

у вузько зонних напівпровідникових кристалах в основному відбувається між зонна рекомбінація, ця рекомбінація є випромінювання відбувається в основному при температурах вищих за kT, а у широко зонних кристалах домінує рекомбінація через домішкові рівні, вона може бути випромінювальна і безвипромінювальна, в широкому діапазоні температур.

Дата добавления: 2015-05-08