12 Виды и механизмы рекомбинации. Рекомбинация через локальные уровни дефектов.

Рекомбинация ННЗ является одним из процессов который устанавливает термодинамическое равновесие в ПП. В зависимости от механизма отвода энергии говорят о излучательной и безизлучательной рекомбинации. Если энергия освобождающаяся при рекомбинации выделяется в виде кванта света то это излучательная рекомбинация. В безизлучательной рекомбинации выделяющаяся энергия передается кристаллической решетке.

13 Линейная и нелинейная рекомбинации.

При линейной рекомбинации ее скорость линейно зависит от концентрации избыточных носителей.

Т.е. Un=1/тау*дельта n

1/тау является константой для линейно рекомбинации.

14 Излучательная рекомбинация. Светодиоды.

Излучательная рекомбинация характерезуется тем что освобождающаяся энергия выделяется в виде кванта света. Данная рекомбинация характерна для светодиодов. Длина волны светодиода определяется разностью энергии между уровнями где находятся электрон и дырка до рекомбинации. Менять частоту излучения можно введением примеси. Важная характеристика – квантовая эффективность, которая определяется как отношение числа излучательных фотонов к числу инжектированных ННЗ.

У светодиодов малые размеры, малые рабочие напряжения, большой срок службы.

15 Природа встроенных полей в полупроводниках

Пусть в начальный момент в каждой точке п/п концентрация основных носителей заряда равна концентрации примеси и имеет место неравновесное состояние. Наличие градиента концентрации подвижных носителей вызывает их диффузию из областей с большей концентрацией в области с меньшей концентрацией. При смещении носителей из исходных положений за ними остаются нескомпенсированные ионы примеси с противоположным знаком. Такое разделение «+» и «−» зарядов создаёт электронное поле, препятствующее диффузионному потоку. В итоге равновесие достигается тогда, когда диффузионный ток уравновешивается дрейфовым. Причиной дрейфового тока является электрическое поле, полученное вследствие разделения заряда.

16 Контактная разность потенциалов. Р-п переход.

Наличие градиента концентрации подвижных носителей вызывает их диффузию из областей с большей концентрацией в области с меньшей концентрацией. При смещении носителей из исходных положений за ними остаются нескомпенсированные ионы примеси с противоположным знаком. Такое разделение «+» и «−» зарядов создаёт электронное поле,

17 ВАХ pn-перехода

Уравнение ВАХ идеализированного pn-перехода:

Iо – обратный ток (ток насыщения)

При достижении больших отрицательных напряжений на pn-переходе I=Io

18 Емкость pn-перехода

Для pn-перехода эта емкость дифференциальная.

Существуют барьерная емкость и диффузионная. Барьерная образуется приложением напряжения обратного смещения. Электроны и дырки оттягиваются и возникает емкость. Емкость, связанная с накоплением зарядов нескомпенсированных примесей (доноров и акцепторов) вблизи p-n-перехода это барьерная.

Если изменять приложенное к р-n-переходу прямое напряжение, то заряд в обеих областях перехода будет существенно меняться. При увеличении прямого напряжения увеличивается взаимная диффузия основных носителей через переход, изменяется заряд. Это изменение заряда, вызванное изменением напряжения, можно рассматривать как действие некоторой емкости. Емкость эта называется диффузионной, так как появляется за счет изменения диффузионной компоненты тока через переход: