Нестационарные и релаксационные процессы в полупроводниках. Устюжанинов В.Н - 41 стр.

UptoLike

41
ток через p-n переход имеет максимальное значение при Т=0 и убывает со
временем по закону, характеризующему особенности процесса в
конкретных условиях.
Обратное смещение p-n перехода генератором тока, т.е. при наличии
большого по сравнению с сопротивлением p-n перехода сопротивления в
цепи смещения сопровождается протеканием неизменного переходного
тока на первой стадии процесса, когда граничная концентрация НН
уменьшается от начального значения
1
P , определяемого уровнем
инжекции, до равновесного значения
n
P (рис. 2.7,б). На второй стадии
переходного процесса происходит дальнейшее уменьшение заряда НН с
участием механизмов диффузии и рекомбинации. При этом градиент
концентрации НН на границе p-n перехода уменьшается до нулевого
значения, что соответствует спаду переходного тока. Граничное условие
для первой стадии процесса может быть установлено из уравнения
плотности диффузионного тока
x
P
qDj
p
= .
Для нормированной координаты
p
LxX /= получаем
()
()()
const
,0
=
+
===
SqRD
LTUU
SqD
IL
qD
jL
X
TP
p
p
pp
, (2.16)
где I амплитуда переходного тока; Rсуммарное сопротивление цепи
смещения; Sплощадь p-n перехода; Uнапряжение (ЭДС) источника
внешнего смещения;
()
TU напряжение на p-n переходе, определяемое
значением граничной концентрации
1
P
. Из статистики Ферми-Дирака для
невырожденных полупроводников следует
() ()
ϕ
=
=
T
nn
TU
P
kT
TqU
PP expexp
1
,
откуда
()
ϕ=
n
T
P
P
TU
1
ln . (2.17)
В соответствии с (2.16) постоянство тока через p-n переход, включая
случай переходного тока, обеспечивается только при неизменном значении
градиента концентрации НН на границе перехода (рис. 2.7,б). Поскольку
напряжение на p-n переходе
()
TU уменьшается по мере снижения
граничной концентрации
1
P , критерием выполнения условия (2.16) может
служить неравенство
()
0UU >> . В момент времени
1
T
окончания первой
стадии процесса выполняется условие
()
0,0
1
=TP , являющееся граничным