Acasă | Despre noi | feedback-ul
Când interband recombinarea radiativă a electronilor din banda de conducție la banda de valență trece, energia fotonilor emiși este egal sau ușor mai mare decât lățimea benzii interzise:
e + h à hv ≥ De exemplu. (5.20)
În cazul în care, ca rezultat al fiecărui act de recombinare un foton este emis, densitatea radiației, asupra fotonul este egală cu rata de recombinare r și # 947 = 0; r p0 N0 = # 947; r pi ni = # 947; r ni 2. Atunci când se ridică în echilibru termodinamic purtători recombining za- un număr egal cu numărul de purtători excitate, care, la rândul său, este egal cu numărul de fotoni absorbiți în excitarea Rp 0. În acest fel:
din care determinăm coeficientul de recombinare radiantă interbandă R:
Fig. 5.4. Schema mecanismului recombinării radiative interband. Trecerea unui electron de la banda de conducție la banda de valență este însoțită de emisia unui foton.
Atunci când o concentrație purtătoare de non-echilibru, recombinarea R sunt caracterizate prin aceiași coeficienți, inclusiv recombinare, și că echilibrul (vezi punctul 5.1.). Prin urmare:
Prin definiție, durata de viață a purtătorilor de sarcină fără echilibru pentru recombinarea radiativă interbandă (în conformitate cu punctul 5.14):
Atunci când excitația externă încetează, rata de schimbare a concentrației electronilor liberi este determinată de diferența dintre intensitatea recombinării R și generația de echilibru Rn0. Dar din moment ce Rn 0 = R 0, atunci:
Înlocuind (5.25) în (5.24) și luând în considerare (5.21) - (5.23), obținem:
Vom lua în considerare acest lucru # 916; p (recombinarea bipolară) și, de asemenea, simplifică situația prin asumarea unui nivel de excitație scăzut, adică # 916; n <<(n0 +p0 ); тогда получим формулу, совпадающую с уже введенной выше (по определению) формулой (5.10а):
Să luăm în considerare cazuri speciale:
Analiza formulelor (5.28) - (5.30) arată că durata de viață a purtătorilor de sarcină de neechilibru în semiconductor intrinsec (# 964; ir) la recombinarea interband radiativ mai mici, este mai mare temperatura și decalajul de banda mai mică. Într-un semiconductor de impurități, durata de viață a purtătorilor de sarcină pentru echilibru este mai mică decât Ir în semiconductorul său propriu, și cu o creștere a gradului de dopaj și a temperaturii scade.
Dependența duratei de viață pentru recombinarea interbandă radiantă asupra gradului de dopaj, adică concentrația purtătorilor de sarcină la o temperatură constantă, în cazul unui nivel de excitație scăzut este prezentată în Fig. 5.5.
Fig. 5.5. Dependența duratei de viață pentru recombinarea radiativă interbandă asupra concentrației purtătorilor de sarcină la o temperatură dată în cazul unui nivel de excitație scăzut. În maxima, raportul # 916; n / ni = 0 pentru curba superioară și corespunzător egală cu 1, 3, 10, 30 pentru curbele ulterioare.
În această figură, scala logaritmică a concentrațiilor poate fi recalculată într-o scală liniară a poziției nivelului Fermi, deoarece. iar punctul său intermediar corespunde valorii nivelului Fermi pentru un semiconductor intrinsec. Din dependențele de mai sus rezultă că, pe măsură ce crește nivelul excitației, durata de viață a semiconductorului intrinsec scade drastic, în timp ce în impuritate se modifică relativ slab.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: