Переход носителей равновесная

Из формул (7.2.4) и (7.2.5) следует, что концентрации основных носителей будут экспоненциально изменяться при изменении внутреннего потенциала- В результате область около перехода, где изменяется потенциал, относительно обедняется носителями тока. Эта область обычно называется обедненной областью или обедненным слоем. Изменение концентрации свободных электронов и дырок в р-п-переходе в равновесном состоянии показано иа рис. 7.7, где п о — равновесная концентрация основных электронов в материале п-типа р о — равновесная концентрация неосновных дырок в материале п-типа Рро — равновесная концентрация основных дырок в материале р-типа П , — равновесная концентрация неосновных электронов в материале р-типа. Таким образом, [c.201]

В предыдущем параграфе было показано, что через равновесный р— -переход протекают токи, образованные потоками основ-иых и неосновных носителей. Рассмотрим более подробно, из каких компонентов складываются эти потоки. На рис. 8.13, а схематично представлены потоки электронов через р— -переход. Из р-области течет поток электронов /, появившихся в этой области вследствие тепловой генерации и продиффундировавших до области объемного заряда. Навстречу ему идет равный по величине поток электронов <5, которые рекомбинируют в р-области. Кроме того, р— -переход пересекает поток электронов 4, идущий из -области и вновь возвращающийся в эту область в виде потока 2, возникающего вследствие того, что электроны, испытав в р-области ряд столкновений, случайно попадают в поле объемного заряда и выталкиваются им IB -область. [c.224]

Рис. 8.13. Потоки электронов через равновесный р—п-переход (а) к выводу -выражения для тока, образованного неосновными носителями, проходящими

Распределение неравновесных носителей по энергиям описывается также функциями Ферми, но уровни Ферми для электронов и дырок будут различными — это так называемые квазиуровни Ферми W% для электронов и Wf Для дырок. На рис. 41 представлен вид функции распределения для данного случая. Как видно из рисунка, расстояние между квазиуровнями Ферми оказывается больше ширины запрещенной зоны W f — Wf > AW. В области р— -перехода образуется инверсное состояние. Последующая затем рекомбинация неравновесных электронов и дырок вызывает излучение квантов, частота которых определяется разностью энергетических уровней соответствующих переходов. Через некоторое время взаимодействие электронов и дырок приведет их в равновесное состояние, при этом уровни Ферми совместятся. Приложение следующего импульса напряжения вызывает повторение процесса и т. д. Чем выше будет приложено напряжение, тем большее количество носителей инжектируется в область р— -перехода и тем выше осуществляется инверсия. При достижении инверсии в р— -переходах, как и во всех других типах лазеров, оказывается возможным усиление излучения вследствие вынужденных переходов, а при наличии обратной связи и генерация. [c.60]

В том случае, когда степень неоднородности двухфазной смеси (размер частиц дисперсной фазы и расстояние между частицами) меньше длины волны возмущения, по отношению к волне среда ведет себя как непрерывная. При этом для определения скорости звука можно воспользоваться уравнением Лапласа = (Эр/0p)j. При распространении акустических волн в однофазной среде имеет место явление дисперсии, проявляющееся в зависимости скорости звука от частоты звуковой волны. Зависимость эта молекулярной природы. Говоря о дисперсии скорости звука в двухфазной среде, можно отметить, по крайней мере, две формы ее проявления. Первая характерна для двухфазной среды в целом и связана с тремя происходящими в ней релаксационными явлениями с процессом массообмена между фазами - фазовым переходом, процессом теплообмена - выравниванием температур между фазами и процессом обмена количеством движения — выравниванием скоростей между фазами. Даже в случае равновесной двухфазной среды при распространении в ней звуковой волны равновесие между фазами нарушается и в ней протекают релаксационные процессы. Вторая форма возникает из-за дисперсии звука в среде-носителе и природа ее та же, что дисперсии в однофазной жидкости. Для нее характерна область высоких частот, когда длительность существования молекулярных ансамблей в жидкости или в газе соизмерима с периодом звуковой волны. [c.32]

При обратном смещении на р —п-переходе возникают отрицательные избыточные концентрации АПд = — Пр и Арг, == — (см. (14.4.3)) другими словами, в этом случае полные концентрации неосновных носителей равны нулю. Это приводит к обеднению неосновных носителей в областях шириной в несколько диффузионных длин и возникновению генерации, которая приводит к восстановлению равновесных концентраций. [c.374]

Вторая трудность возникает из-за неоднозначности положения устойчивого равновесия спутника. Если спутник после демпфирования собственных колебаний должен занять заданное устойчивое равновесное положение, а углы и угловые скорости спутника в начальный момент после отделения от последней ступени ракеты-носителя слишком велики г то их необходимо уменьшить с помощью системы предварительного успокоения до величин, исключающих переход спутника из одного устойчивого положения равновесия в другое. Иное решение задачи заключается в том, чтобы успокоить спутник в любом равновесном положении и уже после успокоения перевести его с помощью программного разворота в заданное равновесное положение. [c.297]

ПОЛУКЛАССИЧЕСКОЕ РАССМОТРЕНИЕ НЕОДНОРОДНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ПОЛЯ и КОНЦЕНТРАЦИИ НОСИТЕЛЕЙ в РАВНОВЕСНОМ р— П-ПЕРЕХОДЕ ЭЛЕМЕНТАРНАЯ КАРТИНА ВЫПРЯМЛЯЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ р— п-ПЕРЕХОДА ДРЕЙФОВЫЕ И ДИФФУЗИОННЫЕ ТОКИ ВРЕМЕНА СТОЛКНОВЕНИЙ И РЕКОМБИНАЦИИ ПОЛЯ, КОНЦЕНТРАЦИИ НОСИТЕЛЕЙ И ТОКИ В НЕРАВНОВЕСНОМ р — п-ПЕРЕХОДЕ [c.210]

В однородном случае. В неоднородном случае полуклассический вывод выражения для концентраций носителей в точке х в области перехода при наличии потенциала ф (х) сводится к повторению соответствующего вывода для однородного случая, однако при этом надо использовать полуклассическую формулу для одноэлектронной энергии (29.2), в которой каждый уровень сдвинут на —еф (х). Используя выражение (28.3) для энергии (к), применимое при описании уровней вблизи минимума зоны проводимости или же максимума валентной зоны, мы видим, что в результате значения констант и изменяются просто на —еф (х). Поэтому вместо выражений (28.12) для равновесных плотностей носителей в этом случае мы имеем более общие выражения [c.213]

Возможен также переход эл-на из зоны проводимости или дырки из валентной зоны в состояния, локализованные вблизи примесей или дефектов ( захват носителей). При термодинамич. равновесии тепловая генерация носителей и ионизация доноров и акцепторов уравновешивают процессы рекомбинации и захвата. При появлении в П. неравновесных носителей число актов рекомбинации и захвата возрастает. Т. о., после прекращения внеш. воздействия рекомбинация происходит интенсивнее, чем генерация, и концентрация носителей приближается к равновесному значению. Ср. время жизни т неравновесных носителей в П. варьируется от 10 с до 10-10 [c.566]

Р. электронов и дырок в ПП, исчезновение пары электрон проводимости — дырка в результате перехода эл-на из зоны проводимости в валентную зону. Избыток энергии может выделяться в виде излучения (излучательная Р.) возможна также безызлучательная Р., при к-рой энергия расходуется на возбуждение колебаний крист, решётки или передаётся подвижным носителям заряда при тройных столкновениях (ударная Р.). Р. может происходить как при непосредств. столкновении эл-нов и дырок, так и через примесные центры (центры Р.), когда эл-н сначала захватывается из зоны проводимости на примесной уровень в запрещённой зоне, а затем переходит в валентную зону. Скорость Р. (число актов Р. в ед. времени) определяет концентрацию неравновесных носителей заряда, создаваемых внеш. воздействием (светом, быстрыми заряж. ч-цами и т. п.), а также время восстановления равновесной концентрации после выключения этого воздействия. Излучательная Р. проявляется в люминесценции кристаллов и лежит в основе действия полупроводниковых лазеров и светоизлучающих диодов. [c.632]

Предположим, что дырочная и электронная области достаточно длинны, чтобы неравновесные неосновные носители заряда могли полностью рекомбинировать при своем движении от перехода в глубь полупроводника, так что концентрация неосновных носителей заряда достигнет своей равновесной величины. Таким образом, [c.39]

Рис. 5. Протекание тока через р—п-иереход при обратном напряжении о — коллекторный р—п-переход 6—распределение неосновных носителей заряда в базовой и коллекторной области перехода (р —равновесная концентрация дьфок в базе —равновесная концентрация электронов в коллекторе).

В полупроводниковых лазерах, в отличие от лазеров на примесных кристаллах, активным веществом служит сама кристаллическая матрица полупроводника, а примеси лишь служат источником носителей заряда электронов в зоне проводимости и дырок в валентной зоне. При создании с помощью накачки избыточного (по сравнению с равновесным) числа электронов и дырок позможно возвращение к состоянию равновесия посредством оптического межзонного перехода — фоторекомбинации. Вероятность фоторекомбинации велика лишь для прямозонных полупроводников, таких, у которых максимум энергии.в валентной зоне и минимум энергии в зоне проводимости соответствуют одному и тому же значению квазиимпульса. По этой причине все полупроводники, на которых получена генерация, являются прямозонными. Перечислим важнейшие свойства полупроводниковых лазеров [c.946]

Прямой ток. Приложим к р— -переходу прямое смещение V. Под действием этого смещения высота потенциального барьера перехода для основных носителей уменьшается на величину qV (рис. 8.14, б) Поэтому поток электронов из - в р-область и поток дырок из р- в -область (Рр п) увеличится по сравнению с равновесным в ехр (qV/kT) раз, что приведет к увеличению в ехр (qVIkT) раз плотностей токов основных носителей и которые станут соответственно равны [c.225]

Рассмотрим, какими процессами, протекающими в р—/г-переходе, определяется этот параметр. На рис. 8.17, а схематично показано распределение основных и неосновных носителей в р- н -областях полупроводника при равновесном состоянии р—и-перехода. При подаче на диод прямого смещения V потенциальный барьер перехода понижается на величину qV и поток основных носителей через р—п-переход увеличивается в ехр qVIkT) раз, вследствие чего концентрации дырок у границы 2 /г-области и электронов у гра- [c.229]

Для того чтобы излучение преобладало над поглощением, необ-подимо создать избыточную (над равновесной) концентрацию электронно-дырочных пар. Наиболее просто это можно сделать, используя инжекцию носителей через р — п-переход при пропускании через него прямого тока. Как видно из рис. 8.17, концентрация неосновных носителей у границ р — п-перехода при этом резко повышается и становится значительно выше равновесной. К инжектированным неосновным носителям подтягиваются основные носители, и их концентрация у границ перехода становится также выше равновесной. [c.331]

При термодинамич. равновесии термин, генерация носителей в каждой точке образца в точности компенсируется их рекомбинацией. Но при прохождении тока этот баланс нарушается. Существует неск. механизмов (каналов) избыточной генерации и рекомбинации, определяющих проводимость р — л-П. при прямом и обратном смещениях, а) Генерация и рекомбинация носителей в р- и н-областях и диффузия носителей к р — л-П. или от него. В единице объёма л-полупро-водвика в единицу времени рождается вследствие равновесной термич. генерации р /Тр дырок, где р — равновесная концентрация дырок в -области (р = — У ), а Тр — их время жизни относительно процесса рекомбинации. Все дырки, рождённые в слое с толщиной Ьр, прилегающем к р — п-П,, уходят в р-область, т. к. внутр. поле р — п-П. втягивает туда все дырки, подошедшие к переходу в результате диф фузии из л-области Lp — длина диффузии дырок в -области за время их жизни = DpXp, [c.641]

И темп-ры. Для системы неравновесных носителей в полупроводниковых кристаллах удобнее на плоскости переменных воспользоваться зависимостью ср. концентрации ЭДП n — NjV в возбуждаемом объёме V от темп-ры Т. В интервале темп-р ниже критической Г.р в правой части диаграммы (область G) носители существуют в виде слабо ионизованного экситонного газа. Слева от заштрихованной части—область L пространственно однородной Э.-д. ж. Заштрихованная область ограничивает значения параметров, при к-рых происходит расслоение на две фазы— ЭДК с равновесной плотностью ЛГ), окружённые газом экситонов, биэкситонов и свободных носителей с равновесной плотностью (Г). При Г,р исчезают различия между газом и жидкостью, и уже ни при каких плотностях п не происходит фазовый переход, т. е. увеличение концентрации неравновесных носителей при увеличении уровня возбуждения происходит непрерывным образом. Значение определяется энергией связи частиц в Э.-д.ж. Величина Г р, определённая из многочисл. экспериментов, составляет ок. 6,5 К для Ge и 28 К для Si. Т. о., в этих полупроводниках Э.-д.ж. может существовать лишь при низких темп-рах. Осн. параметры конденсированной фазы и области её существования имеют следующие порядки величин а Aif lOfer.p, т. о., ср. расстояние между частицами в Э.-д. ж. ае а ср. энергия связи на одну ЭДП [c.557]

Сколько-нибудь строгая физическая или математическая трактовка такой сложной системы, как ток, проходящий через р — п-переход, сопряжена с непреодолимыми трудностями. Тем не менее следующее простое приближение дает результаты, достаточно хорошо согласующиеся с экспериментом, по крайней мере для переходов с хорошим поведением в германии и кремнии. Начнем с того, что выделим в диоде три области центральную область пространственного заряда и две квазинейтральных, р- и п-области по обе стороны от центральной. Предположим, что концентрации носителей в этих р- и п-областях квазиравновесны, а сами области отделены от центральной потенциальным барьером высотой 1 диф—где T/j —часть внешнего смещения, приходящаяся на внутреннюю область пространственного заряда, т. е. смещение с поправкой на падение напряжения в квазинейтральных п- и р-областях, а Уд ф —высота равновесного барьера, диффузионный потенциал . [c.369]

Решение (19.15) позволяет проследить эволюцию конечного возмущения, состоящего в обтекании угловой точки, по мере перехода перавповесного течения к равновесному. В неравновесном течении характеристики по-прежнему являются носителями возмущений, т.е., как и в совершенном газе, разделяют области течения с разными дифференциальными свойствами. Однако, в отличие от совершенного газа, амплитуда возмущения вдоль граничной характеристики не остается постоянной, а затухает на длине порядка характерной длины релаксации при переходе из области почти замороженного течения в область почти равновесного течения. Возмущение как бы уходит с первой характеристики веера, определяемой скоростью звука а , по мере удаления от угла и концентрируется в окрестности характеристики, определяемой скоростью звука ае, так что в предельном равновесном течении на бесконечном расстоянии от угловой точки первой [c.151]

Действие фотоэлементов основано на появлении фото-э. д. с.—так называемом вентильном фотоэффекте, сущность которого заключается в следующем. Под влиянием поглощения световой энергии в полупроводнике будут возникать неосновные носители, электроны и дырки, которые будут переноситься через имеющийся в фотоэлементе запорный слой, создавая на электродах фото-э. д. с. Одновременно с ростом концентрации электронов в л-зоне и дырок в р-зоне будет усиливаться создаваемое ими внутреннее поле обратного знака таким образом установится равновесная концентрация зарядов. Широко применяемый селеновый фотоэлемент устроен следующим образом на металлический электрод нанесен слой селена, сверху которого расположен запорный слой р—п-перехода, покрытый тонким слоем золота, образующим полупрозрачный электрод, пропускающий внешний световой поток. На этом электроде под влиянием освещения создается отрицательный, а на нижнем положительный заряды (рис. 7-7). Чувствительность селеновых фотоэлементов составляет 500 мка/лм, серноталлиевых — [c.331]

При прохождении тока через р—п-П, часть внешнего напряжения IIпадает в нейтральной п-области (в несимметричном переходе падением в //-области можно пренебречь). Когда Д// мало по сравнению с концентрацией равновесных основных носителей По = N (малый уровень иншекции), то 1/ , = Irs, где rs — омич, сопротивление равновесной га-области. При малых уровнях инжекции и. Когда Ар>по, сравнимо с и. При этом зависимость / II) принимает вид [c.52]

Установление равновесного распределения в электронно-дьфочной подсистеме с температурой Тс — термализация носителей. На этой стадии, как и на первой, энергия к решетке практически не переходит она полностью сохраняется в электронно-дырочной подсистеме. [c.143]

В равновесном состояшш вы1ивиивание уровня Ферми происходит за счет туннелирования носителей за И1да сквозь потенциальный барьер. Если внешнее напряжение отсутств , то результирующий ток через переход равен нулю. [c.171]

Нам осталось только найти, насколько концентрации неосновных носителей отличаются от их равновесных значений на границах обедненного слоя. В равновесном случае мы находили изменение концентраций носителей в пределах обедненного слоя, используя равновесные выражения (29.3) для концентраций носителей в заданном потенциале ф х). Выше мы отмечали, что эти выражения вытекают из того, что в равновесии дрейфовые токи равны диффузионным по величине и противоположны им по направлению. В неравновесном случае, вообш,е говоря (например, в диффузионной области), дрейфовые и диффузионные токи не компенсируют друг друга и соотношения (29.3) не выполняются. Однако в обедненном слое существует приблизительное равенство между дрейфовыми и диффузионными токами ). Следовательно, в разумном приближении концентрации носителей подчиняются выражениям (29.3), изменяясь в раз при переходе через обедненный слой, т. е. [c.229]

ЭКСТРАКЦИЯ НОСЙТЕЛЕЙ ЗАРЯДА в полупроводниках, обеднение приконтактной области ПП неосновными носителями заряда нри протекании тока через контакт ПП с металлом (см. Шотки барьер) или др. полупроводником (см. Электронно-дырочный переход. Гетеропереход) при запорном направлении приложенного напряжения и (плюс на п-области). Уменьшение концентрации А г неосновных носителей по сравнению с равновесной /г изменяется с расстоянием X до контакта экспоненциально [c.862]

Рис. 1-6. Схематическое изображение элек-тронно-дырочного перехода в кремнии (а) и распределение плотностей равновесных носителей заряда в переходе при условии теплового равновесия (б).

При прямом напряжении концентрация носителей заряда в запирающем слое увеличивается и ширина слоя уменьшается. Процесс перехода основных носителей заряда через р-п-переход в область, где они будут являться неосновными носителями заряда (например, дырок из дырочной области в электронную), за счет уменьшения потенциального барьера при прямом напряжении называется инжекцией. Так как инжектируемые носители заряда увеличивают концентрацию неосновных носителей заряда сверх ее равновесного значения, то инжекцияесть введение неравновесных неосновных носителей заряда. [c.36]

Смотреть страницы где упоминается термин Переход носителей равновесная : [c.33] [c.586] [c.61] [c.119] [c.201] [c.768] [c.282] [c.281] [c.342] [c.277] [c.513] [c.552] [c.115] [c.156] [c.365] [c.384] [c.291] [c.51] [c.415] [c.202] [c.503]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...