Физика твердотельных структур. Лукин А.Н - 8 стр.

                                                8
      Будем считать, что приложенное напряжение достаточно мало по
                          kT
сравнению со значением       , и оно незначительно меняет концентрацию
                          q0
носителей заряда (малый уровень инжекции), а поверхностная рекомбина-
ция на границе p- и n- области не играет существенной роли. В этом случае
ток через p-n переход определяется числом носителей, имеющих энергию,
достаточную для преодоления потенциального барьера. Величину тока
можно рассматривать как величину термотока, определяемого формулой
Дешмана, известной из курса общей физики. Для состояния динамического
равновесия (в отсутствие внешнего напряжения) формулы диффузионных
токов основных носителей, преодолевающих потенциальный барьер φkq0,
запишутся так:
                                                          q0ϕ k
                                                     −
                                I nD = An e                kT
                                                                  ;
                                                          q0ϕ k
                                                      −
                                I pD = Ap e                kT
                                                                  ;


где An и Ap – константы формулы Дешмана для n- и p- областей.
      В состоянии динамического равновесия электронный и дырочный
токи через границу p-n перехода равны нулю, т. е.
                                   I nD = I nE ;
                                   I pD = I pE ;

Для равновесных значений токов введем обозначения:

                                I nD = I nE = I ns ;
                                I pD − I pE = I ps ;

   Если приложить внешнее напряжение U к p-n переходу, то величина
потенциального барьера для основных носителей заряда изменяется в за-
висимости от знака приложенного напряжения (φkq0 ± q0U), соответственно
изменяется и величина токов основных носителей:
                                           q0 (ϕ k ±U )                   q0U
                                       −                              ±
                         InD = An e            kT
                                                           = I ns e        kT
                                                                                ;
                                        q (ϕ ±U )                       qU
                                       − 0 k                           ± 0
                         IpD = A p e       kT
                                                            = I ps e     kT
                                                                                ;


   Так как для неосновных носителей заряда барьера нет, то величины то-
ков I1nE, I1pe этих носителей при приложении напряжения не изменяются и
они равны величинам токов равновесных носителей:
                                   I 1nE = I ns
                                   I 1 pE = I ps