Оптоэлектроника и волоконная оптика. Гуртов В.А. - 111 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПетрГУ | Петрозаводск

Составители: 

Рубрика: 

111
от неравновесного к равновесному состоянию. Величина времени
релаксации ô
рел
зависит от того, в каком режиме – постоянного заряда на затворе
Q
B
= const или постоянного напряжения на затворе V
G
= const происходила
релаксация неравновесного обеднения. Время релаксации зависит также от
доминирующего мехенизма генерации неосновных носителей, параметров
МДП-структуры и величины тестирующего сигнала.
Время релаксации в режиме постоянного заряда на затворе
При условии постоянного заряда на затворе Q
G
= const постоянным будет
и заряд в ОПЗ (Q
G
= Q
sc
= const). Поскольку релаксация ОПЗ происходит
при условии постоянства заряда в ОПЗ (Q
sc
= const), то Q
p
+ Q
B
= const и
увеличение заряда свободных электронов сопровождается уменьшением
ширины неравновесной ОПЗ W. Для объемной генерации и рекомбинации
Шокли – Рида генерационный ток
0
( ).
i

qn
j W t
τ
=
(5.57)
заряд свободных дырок Q
p
0
0 0
( ) ( ) .
t t
i
p 
qn
Q j t dt W t dt
τ
= =
� �
(5.58)
Величина заряда ионизированных доноров Q
B
равна Q
B
= qN
D
W(t).
Поскольку , получаем . Отсюда, разделяя
переменные и интегрируя, получаем
0
( ) (0) exp
i
D
n
t
W t W
N
τ
= −
(5.59)
где W(0) – ширина неравновесного участка ОПЗ в момент времени t = 0.
Таким образом, время релаксации ОПЗ при объемном механизме генерации
будет равно
0
D

i
N
n
τ τ
=
(5.60)
Время релаксации ô
рел
определяется вероятностью захвата электронов ã
n
и
дырок ã
p
, числом генерационных центров N
t
, их энергетическим положением ö
0t
относительно уравнения Ферми, температурой T, собственной концентрацией
n
i
и концентрацией примеси в подложке N
D
. Значение ô
0
в (5.60) будет
0 0
0
t t
n
n
p
e e
βϕ βϕ
γ
τ τ
γ
−
= +
(5.61)
где ô
n
– время жизни неравновесных электронов.
    от неравновесного к равновесному состоянию. Величина времени
релаксации ôрел зависит от того, в каком режиме – постоянного заряда на затворе
QB = const или постоянного напряжения на затворе VG = const происходила
релаксация неравновесного обеднения. Время релаксации зависит также от
доминирующего мехенизма генерации неосновных носителей, параметров
МДП-структуры и величины тестирующего сигнала.
    Время релаксации в режиме постоянного заряда на затворе
    При условии постоянного заряда на затворе QG = const постоянным будет
и заряд в ОПЗ (QG = Qsc = const). Поскольку релаксация ОПЗ происходит
при условии постоянства заряда в ОПЗ (Qsc = const), то Qp + QB = const и
увеличение заряда свободных электронов сопровождается уменьшением
ширины неравновесной ОПЗ W. Для объемной генерации и рекомбинации
Шокли – Рида генерационный ток
              qni
     j��� =           W (t ).
              τ0
                           (5.57)
    заряд свободных дырок Qp
              t                            t
                                   qni
     Q p = � j��� (t )dt =               � W (t )dt.
              0
                                   τ0    0
                                       (5.58)
    Величина заряда ионизированных доноров QB равна QB = qNDW(t).


Поскольку            , получаем                                       . Отсюда, разделяя
переменные и интегрируя, получаем
                        � n t �
     W (t ) = W (0) exp � − i    �
                        � ND τ 0 �
                                          (5.59)
где W(0) – ширина неравновесного участка ОПЗ в момент времени t = 0.
    Таким образом, время релаксации ОПЗ при объемном механизме генерации
будет равно
                      ND
     τ ��� = τ 0
                      ni
                     (5.60)
     Время релаксации ôрел определяется вероятностью захвата электронов ãn и
дырок ãp, числом генерационных центров Nt, их энергетическим положением ö0t
относительно уравнения Ферми, температурой T, собственной концентрацией
ni и концентрацией примеси в подложке ND. Значение ô0 в (5.60) будет
                  �             γ n − βϕ        �
     τ 0 = τ n � e βϕ + 0t
                                   e       0t
                                                ��
                  �             γp
                  �                              �
                                                             (5.61)
где ôn – время жизни неравновесных электронов.

                                                       111

Страницы