Оптоэлектроника и волоконная оптика. Гуртов В.А. - 56 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПетрГУ | Петрозаводск

Составители: 

Рубрика: 

56
области.
4.3. Методы инжекции
Основным методом создания неравновесных носителей в оптоэлектронных
устройствах является инжекция неосновных носителей через прямосмещенный
электронно-дырочный переход (p-n или гетеропереход).
4.3.1. Условие односторонней инжекции в p-n переходе
Вольт-амперная характеристика p-n перехода описывается следующим со
-
отношением:
G
n0 p p0 n
p n
( 1).
V
qp D qn D
j e
L L
β
= + −
(4.1)
При прямом смещении в токе p-n перехода присутствуют обе инжекцион-
ные компоненты: электронная и дырочная. Для большинства оптоэлектронных
устройств необходимо, чтобы в инжекционном токе присутствовала только
одна компонента — электронная или дырочная.
Из соотношения 4.3.1 следует, что доминирующая инжекционная компо-
нента будет того типа, концентрация основных носителей в котором выше, т.е.
в несимметричных p-n переходах p+n или n+p инжекция будет преимущест-
венно дырок или электронов соответственно. Для несимметричных p-n пере-
ходов величина основной инжекционной компоненты в токе p-n перехода вы
-
ражается соотношением:
p

p-n 
1 .
j
N
j N
= −
(4.2)
Таким образом для реализации односторонней инжекции в p-n переходе
необходимо иметь эмиттер этого перехода легированным, как правило, до вы
-
рождения, а базу — слаболегированной, по крайней мере на 3–4 порядка мень-
ше, чем эмиттер.
4.3.2. Условие односторонней инжекции в гетеропереходе
Для гетеропереходов величина полного тока также выражается
соотношением 4.1. При анализе вкладов дырочного и электронного
инжекционного тока необходимо учесть, что p- и n-области в гетеропереходах
состоят из разных полупроводников. В связи с этим значения собственной
концентрации n
i
диффузионной длины и коэффициентов диффузии будут
различными.
области.

4.3. Методы инжекции
    Основным методом создания неравновесных носителей в оптоэлектронных
устройствах является инжекция неосновных носителей через прямосмещенный
электронно-дырочный переход (p-n или гетеропереход).

4.3.1. Условие односторонней инжекции в p-n переходе


    Вольт-амперная характеристика p-n перехода описывается следующим со-
отношением:
               � qpn 0 Dp qnp0 Dn � βV
            j =�         +        �� (e G − 1).
               � L          L
               �     p        n    �
                                                          (4.1)
    При прямом смещении в токе p-n перехода присутствуют обе инжекцион-
ные компоненты: электронная и дырочная. Для большинства оптоэлектронных
устройств необходимо, чтобы в инжекционном токе присутствовала только
одна компонента — электронная или дырочная.
    Из соотношения 4.3.1 следует, что доминирующая инжекционная компо-
нента будет того типа, концентрация основных носителей в котором выше, т.е.
в несимметричных p-n переходах p+n или n+p инжекция будет преимущест-
венно дырок или электронов соответственно. Для несимметричных p-n пере-
ходов величина основной инжекционной компоненты в токе p-n перехода вы-
ражается соотношением:
                            jp       N
                                = 1 − �� .
                           jp-n      N ��
                                             (4.2)
    Таким образом для реализации односторонней инжекции в p-n переходе
необходимо иметь эмиттер этого перехода легированным, как правило, до вы-
рождения, а базу — слаболегированной, по крайней мере на 3–4 порядка мень-
ше, чем эмиттер.

4.3.2. Условие односторонней инжекции в гетеропереходе
    Для гетеропереходов величина полного тока также выражается
соотношением 4.1. При анализе вкладов дырочного и электронного
инжекционного тока необходимо учесть, что p- и n-области в гетеропереходах
состоят из разных полупроводников. В связи с этим значения собственной
концентрации ni диффузионной длины и коэффициентов диффузии будут
различными.


                                   56

Страницы