Оптические методы в информатике. Наний О.Е - 24 стр.

                                 24



процессами. Этот процесс называют инжекцией. Инжекция
носителей через барьер приводит к увеличению концентрации
неосновных носителей как в p-, так и в n-области. Одновременно
через контакты, к которым приложено внешнее напряжение, в эти
области полупроводника поступает такое же количество основных
(для каждой области) носителей. Они компенсируют излишний заряд,
который вносится в каждую область инжектированными через p-n-
переход неосновными носителями. Таким образом, приложение
внешнего напряжения вызывает прохождение через полупроводник и,
в частности, через p-n-переход тока инжекции I inj .
   Действие      полупроводниковых       излучающих     кристаллов
представлено схемами, приведенными на рис. 3.2. Если к
полупроводниковому p-n-переходу не приложено никакого внешнего
напряжения (“нулевое смещение”) и обе его части находятся в
состоянии термодинамического равновесия друг с другом (схема а),
то значение энергии уровня Ферми (химического потенциала) на всем
протяжении кристалла одинаково. На схеме а) этому соответствует
один и тот же (условный) верхний уровень заполнения состояний
электронами в p- и n-областях.
   Схема б) иллюстрирует изменение взаимного расположения
энергетических зон и их заполнения электронами при прямом
смещении, когда к активному кристаллу приложено внешнее
напряжение Vnp . Величина этого напряжения приблизительно равна
энергетической ширине запрещенной зоны кристалла, т.е.:
        Eg
Vnp         ,                                                 (3.4)
        e
где e - абсолютная величина заряда электрона.


                                      Рис.3.2.       Зонные     схемы,
                                      поясняющие         возникновение
                                      активной          области       в
                                      полупроводнике         с     p-n-
                                      переходом.        Заштрихованы
                                      области энергетических зон,
                                      заполненные         электронами.
                                      а) Внешнее напряжение равно
                                      нулю. б) Внешнее напряжение
                                       Vnp  E g / e           (прямое
                                      смещение).