Двойная гетероструктура

Cтраница 2

Вследствие разрывов в валентной зоне и зоне проводимости гетероперехода при смещении перехода в прямом направлении наблюдается односторонняя инжекция носителей заряда из широкозонного материала в узкозонный практически независимо от уровня легирования п - и р-областей. В двойных гетероструктурах ( ДГ) вследствие аффекта электронного ограничения ( см. Гетероструктура) повышается концевтрация носителей в активной области структуры. [16]

Энергетическая диаграмма двойной гетероструктуры. [17]

На рис. 5.50 приведена упрощенная зонная диаграмма двойной гетероструктуры в отсутствие напряжения ( рис. 5.50 а) и с внешним напряжением ( рис. 5.50 6), приложенным в прямом направлении. Приложенное к гетеропереходу напряжение приводит к инжекции электронов из широкозонного я-полупроводника AlxGai - xAs в область p - GaAs, где образуется инверсия населенностей. Увеличению инверсии в активном слое p - GaAs двойной гетероструктуры способствует так называемое электронное ограничение. Оно состоит в том, что инжектируемые в p - GaAs электроны не могут диффундировать в соседнюю широкозонную область Al Gai - xAs полупроводника и их плотность в активной области возрастает. [18]

Это и позволяет при сохранении внутреннего квантового выхода значительно повысить быстродействие двойных гетероструктур. В одинарной гетероструктуре при уменьшении ширины базы мощность излучения резко падает, а быстродействие растет незначительно. Для лучших образцов на одинарной гетероструктуре внешний квантовый выход составляет 3 - 4 %, а время переключения 40 - 80 не; двойные гетероструктуры имеют примерно такое же значение внешнего квантового выхода, а время переключения 20 - 30 не. [19]

В самом деле, использование двойной гетероструктуры обеспечивает локализацию инжектированных носителей зарядов в базе при уменьшении ее ширины вплоть до нескольких микрометров. Это и позволяет при сохранении внутреннего квантового выхода значительно вовысить быстродействие двойных гетероструктур. В одинарной гете-роструктуре при уменьшении ширины базы мощность излучения резко падает, а быстродействие растет незначительно. Для лучших образцов на одинарной гетероструктуре внешний квантовый выход 3 - 4 %, а время переключения 40 - 80 не; двойные гетероструктуры имеют примерно такое же значение внешнего квантового выхода, а время переключения 20 - 30 не. [20]

Условия квазиравновесия отвечают постоянству квазиуровней Ферми в слое пространственного заряда, поэтому если условия квазиравновесия выполняются, то концентрация электронов в узкозонном GaAs оказывается больше, чем в эмиттере из GaAlAs. В рамках диффузионной теории макс, значение х с учетом падения квазиуровня Ферми равно отношению диффузионной длины и длины Дебая LIL При инжекции в двойной гетероструктуре, в к-рой тонкий слой узкозонного материала заключен между широкозонньши эмиттерами ( рис. 2), в выражении для максимального х появляется дополнит. [21]

Страницы: 1 2