Физика твердотельных структур. Лукин А.Н - 7 стр.

                                     7




Рис. 2. Изменение высоты потенциального барьера p-n перехода и ход ква-
      зиуровней Ферми для дырок и электронов в зависимости от поляр-
      ности приложенного напряжения: а) запорное направление; б) пря-
      мое направление.

     Анализ реального p- n- перехода достаточно сложен. Поэтому при
вычислении вольтамперных характеристик пользуются упрощенной моде-
лью перехода, построенной на основе следующих допущений: 1) ступенча-
тый переход с резкими границами; 2) в обеднённой области справедливо
распределение Больцмана; 3) низкий уровень инжекции, т.е. плотность
инжектированных носителей мала по сравнению с концентрацией основ-
ных носителей; 4) в обеднённом слое отсутствуют токи генерации и ре-
комбинация подвижных носителей, что обеспечивает постоянство проте-
кающих через него электронного и дырочного токов.
     Используя обобщённые формулы, выражающие концентрации сво-
бодных носителей через квазиуровни Ферми, и рассматривая выражения
для полных плотностей электронного и дырочного токов, можно показать
что
                              r          r
                              jn = U n n∇Fn ,
                              r           r
                              j p = U p p∇ F p ,


т. е. плотности токов пропорциональны градиентам квазиуровней Ферми.
Поэтому при допущении п. 4 концентрации носителей в обеднённой об-
ласти остаются большими и, следовательно, уровни Fn и Fp практически не
изменяются (рис. 2 а, б).