Оптические методы в информатике. Наний О.Е - 25 стр.

                                 25




   При приложении внешнего напряжения величина потенциального
барьера уменьшается, термодинамическое равновесие между p- и n-
областями     кристалла     нарушается      и    положения    уровней
(квазиуровней) Ферми по обе стороны p-n-перехода оказываются
теперь неодинаковыми. В n-области этот уровень (его энергия
обозначена через EFc ) расположен в зоне проводимости, а в p-области
(здесь его энергия обозначена через EFv ) - в валентной зоне.
   В случае, когда выполнено условие (3.4), в области потенциального
барьера появляется область, которая содержит электроны в зоне
проводимости и дырки в валентной зоне. Именно в этой области
происходит рекомбинации электронов и дырок, с последующим
излучение кванта света, т.е. излучательная рекомбинация. Спектр
излучения при спонтанных переходах определяется формулой (2.19) с
максимумом, определяемым (2.20) и шириной спектра, определяемой
(2.21).

Распределение носителей в гомогенных р-n переходах
   Распределение носителей тока в гомогенных р-n переходах, т.е. в
переходах в пределах одного материала, зависит от коэффициента
диффузии носителей. Коэффициент диффузии носителей измерить
достаточно трудно. Гораздо проще экспериментально определить
подвижность носителей, используя для этого, например, эффект
Холла, а коэффициент диффузии получить из соотношения
Эйнштейна, которое для невырожденных полупроводников имеет
вид:
       kT           kT
Dn       n и Dp     p.                                     (3.5)
        e            e
   Носители, инжектированные в нейтральный полупроводник в
отсутствие внешних электрических полей, перемещаются за счет
диффузии. При инжектировании носителей в область с
проводимостью противоположного типа, неосновные носители
начинают рекомбинировать случайным образом. Среднее расстояние,
которое пролетают неосновные носители до рекомбинации,
называется диффузионной длиной. Электроны, инжектируемые в
область р-типа, до рекомбинации с дырками в среднем диффундируют
на расстояние, равное диффузионной длине Ln. Для нахождения
диффузионной длины используют выражения:
Ln  Dn n ; L p  D p p ,                                (3.6)
где τn и τр – времена жизни неосновных носителей: электронов или
дырок. В типичных полупроводниках диффузионная длина равняется