Cтраница 4
Влияние оптической генерации неравновесных носителей на результат измерения необходимо проверять экспериментально, основываясь на том, что температура кристалла растет существенно медленнее, чем концентрация неравновесных носителей. [47]
Начальные распределения концентраций неравновесных носителей в базовых областях могут быть найдены из расчета предыдущего этапа, но выражения для них получаются очень громоздкими и неудобными для дальнейшего использования. [48]
Другим механизмом возникновения неравновесных носителей является ударная ионизация. Электрон или дырка, ускоряясь в сильном электрическом поле и соударяясь с атомом, вызывает его ионизацию и рождение электронно-дырочной пары. Такой тип генерации неравновесных носителей возникает при пробое р-п-переходов ( см. гл. [49]
Дальнейшее увеличение концентрации неравновесных носителей уже не будет приводить к существенному увеличению поля в базе, так как концентрации основных и неосновных носителей будут практически равны. [50]
Итак, генерация неравновесных носителей в полупроводнике приводит лишь к изменению концентрации свободных носителей, в то время как распределение этих носителей по энергиям в зонах и средняя кинетическая энергия, рассчитанная на один свободный носитель, остаются неизменными. [51]
Наиболее заметно влияние неравновесных носителей, вызванных ионизирующим излучением, проявляется в полупроводниковых переходах, поскольку переход разделяет электронно-дырочные пары, образовавшиеся вблизи него. Обратный ток в полупроводниковом переходе зависит главным образом от концентрации неосновных носителей вблизи перехода, а электропроводность, наоборот, зависит от основных носителей. Ионизирующее излучение, которое способно увеличить концентрацию основных носителей и, следовательно, электропроводность на пренебрежимо малую-величину, может увеличить концентрацию неосновных носителей на несколько порядков. Если, например, область базы кремниевого плоскостного полупроводникового прибора имеет концентрацию основных носителей 2 - 1014 на кубический сантиметр, то эта область при комнатной температуре содержит около 1 10е неосновных носителей на кубический сантиметр. Если излучение вызывает увеличение концентрации основных носителей только на 0 1 %, то концентрация неосновных носителей увеличивается до 2 - Ю11 CM-S, или в 200 000 раз. В этом случае обратный ток в переходе должен увеличиться, что может отрицательно повлиять на нормальную работу прибора. Фактически ток, аналогичный фототоку, при воздействии ионизирующего излучения может наблюдаться и в неработающем приборе. [52]
Дте - концентрация неравновесных носителей, инжектированных в активный слой, т - их время жизни, е - элементарный заряд. При толстом р-слое ( d L) tse mLlt, Отсюда следует, что при одинаковой плотности тока в ДГ за счет электронного ограничения концентрация неравновесных носителей Дт в тонком р-слое ( d - L) в Lid раз больше, чем в толстом. [54]
При экспериментировании с неравновесными носителями весьма часто возникают условия, когда они оказываются неравномерно распределенными в объеме полупроводника. Возникающие в этих условиях процессы диффузии играют существенную роль во многих интенсивно изучаемых физических явлениях в полупроводниках, а также в процессах, определяющих работу ряда полупроводниковых приборов. [55]
![]() |
Процессы в фотодиоде при импульсном освещении. [56] |
Поэтому в начальный момент неравновесные носители диффундируют через базу с большей скоростью, чем последующие. Соответственно носители, возбужденные в конце импульса света ( / и), диффундируют медленнее. [57]
В области базы остаются неравновесные носители - дырки, инжектированные до момента времени t - Л, и не успевшие еще дойти до коллекторного перехода. Ток коллектора не изменяется. К первоначальному значению возвращается и ток базы. [58]
Одновременно с процессом диффузии неравновесных носителей происходит процесс их рекомбинации. Поэтому избыточная концентрация уменьшается в направлении от места источника этой избыточной концентрации носителей. Иначе говоря, это расстояние, на которое носитель диффундирует за время жизни. [59]
Наряду с процессами фотовозбуждения неравновесных носителей идет обратный процесс рекомбинации электронов и дырок, при котором электрон возвращается из зоны проводимости на свободное место в валентной зоне. [60]