Оптоэлектроника и волоконная оптика. Гуртов В.А. - 102 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПетрГУ | Петрозаводск

Составители: 

Рубрика: 

102
1 1
1 1
( )
.
( ) ( )
n p ts s s
n
n s p s
N n p n p
d
dt n n p p
γ γ
γ γ
−
Γ
− =
+ + +
(5.49)
До тех пор, пока на поверхности будет неравновесное обеднение,
величины n
s
, p
s
<< n
1
, p
1
. Поэтому темп генерации через ПС, а следовательно, и
генерационный ток будут иметь точно такое же выражение, как и при генерации
в объеме. Поскольку число генерационных ПС N
ts
определяется на единицу
площади, то и в темпе генерации под Ã
n
надо понимать число носителей,
возникающих на единицу поверхности (эквивалент
в объеме )
2
( )
1 1
.
1 ( ) ( )

n i

n ts s n p s
d q n
j q
dt
N n n p p
γ γ γ
Γ ⋅
= =
+ + +
(5.50)
Для неравновесной ОПЗ произведение p
s
n
s
всегда будет меньше, чем
n
1
·p
1
= n
i
2
. Однако при наличии инверсионных слоев в знаменателе (5.50) уже
нельзя пренебречь концентрациями p
s
и n
s
. Для n-инверсионного слоя будет
доминировать первый член, поэтому
2
( )
1
1 ( )

i

n ts s
qn
j
N n n
γ
=
+
(5.51)
Из соотношения (5.51) видно, что как только в инверсионном слое возникнет
число свободных электронов n
s
, сравнимое либо большее n
1
, генерационный
ток через ПС резко падает. Физически это означает, что при росте n
s
начинают
идти обратные переходы электронов из C-зоны на ПС, и темп генерации резко
падает. Эти процессы показаны на рисунке 5.21.
Полезно сравнить генерационные токи через ПС в обеднении и через
объемные уровни в неравновесной ОПЗ. Из соотношений (5.48) и (5.50) видно,
что при прочих равных условиях
( )
( )

 tv

 ts
j N W
j N
⋅
=
(5.52)
Из уравнения (5.52) следует, что генерационные токи через ПС и обедненную
область сравнимы, если число генерационных центров на единицу площади в
обоих случаях одинаково.
        d Γn      γ nγ p N ts (ns ps − n1 p1 )
    −        =                                  .
         dt    γ n (ns + n1 ) + γ p ( ps + p1 )
                                                     (5.49)
    До тех пор, пока на поверхности будет неравновесное обеднение,
величины ns, ps << n1, p1. Поэтому темп генерации через ПС, а следовательно, и
генерационный ток будут иметь точно такое же выражение, как и при генерации
в объеме. Поскольку число генерационных ПС Nts определяется на единицу
площади, то и в темпе генерации под Ãn надо понимать число носителей,


возникающих на единицу поверхности (эквивалент                                 в объеме   )
                                                     2
      ( �� )       d Γn                       q⋅n
     j���    =q         =                            i
                                                                           .
                    dt    1 γ n N ts ��(ns + n1 ) + γ n γ p ( ps + p1 ) ��

(5.50)
     Для неравновесной ОПЗ произведение psns всегда будет меньше, чем
n1·p1 = ni2. Однако при наличии инверсионных слоев в знаменателе (5.50) уже
нельзя пренебречь концентрациями ps и ns. Для n-инверсионного слоя будет
доминировать первый член, поэтому
      ( �� )             qni2
     j���    =
                 1 γ n N ts (ns + n1 )
                                       (5.51)
    Из соотношения (5.51) видно, что как только в инверсионном слое возникнет
число свободных электронов ns, сравнимое либо большее n1, генерационный
ток через ПС резко падает. Физически это означает, что при росте ns начинают
идти обратные переходы электронов из C-зоны на ПС, и темп генерации резко
падает. Эти процессы показаны на рисунке 5.21.
    Полезно сравнить генерационные токи через ПС в обеднении и через
объемные уровни в неравновесной ОПЗ. Из соотношений (5.48) и (5.50) видно,
что при прочих равных условиях
      ( ��� )
     j���      N ⋅W
       ( �� )
              = tv
     j���       N ts
                               (5.52)
    Из уравнения (5.52) следует, что генерационные токи через ПС и обедненную
область сравнимы, если число генерационных центров на единицу площади в
обоих случаях одинаково.




                                               102

Страницы