11 И 12 Рекомбінація та генерація носіїв заряду. Швидкості рекомбінаціїта генерації. Тривалість життя носіїв заряду
Спадання нерівноважної концентрації електронів з часом у дон’орному напівпровіднику
Рекомбінація носіїв
13. Квазірівень Фермі.
14.Дрейфові і дифузійні струми у напівпровідниках.
У відсутність електричного поля в кристалі і однаковій концентрації носіїв заряду в об’ємі напівпровідника електрони і дірки знаходяться в безперервному тепловому (хаотичному) русі, однаковому по всіх напрямах. Зважаючи на хаотичний характер руху носіїв заряду струм в кристалі дорівнює нулю.
Електричне поле і нерівномірність розподілу концентрації носіїв заряду є чинниками, що створюють впорядкований рух носіїв заряду, тобто такими, що обумовлюють електропровідність і електричний струм в напівпровіднику.
15и16 Фундаментальні рівняння твердотільної електроніки.Рівняння повного струму. Рівняння Пуассона
Рівняння електронейтральності
17.Термоелектронна емісія в напівпровідниках. Формула Річардсона.
18. Спорідненість до електрону. Робота виходу з напівпровідника n- таp-типа.
16.Фундаментальні рівняння твердотільної електроніки Рівняння неперервності. Закон електронейтральності.
Рівняння повного струму
=
+eDngrad(n)-
eDpgrad(p),
Фізичний зміст рівняння повного струму полягає в наступному:
струм в напівпровідникових приладах переноситься електронами і дірками, а переміщуються вони під дією сил електричного поля і градієнта концентрації.
Рівняння неперервності
Величина струму в напівпроводникових приладах визначається концентрацією носіїв і градієнтом їх концентрації. При цьому концентрація носіїв може змінюватися у часі. Характер зміни концентрації носіїв у часі дозволяє описувати рівняння неперервності. Це рівняння показує, як і за якими причинам змінюється концентрація носіїв у часі. Фізичний зміст рівняння можна представити наступною схемою.
Тобто, за рахунок процесів генерації концентрація носіїв у часі зростає, а рекомбінація і розтікання струму призводять до зменшення концентрації носіїв.
Математично це можна записати наступним чином.
=RGn
– RRn+
di(
jn),
=RGp
– RRp-
di(
jp)
di(jn)
=
,
di(jp)
=
- дивергенція
струмів.
Підставивши
значення величин у рівняння отримаємо
=
+
di(
jn),
=
-
di(
jp)
Якщо
струми носять дифузійний характер jn
=
eDn
,
jp
=
eDp
отримаємо остаточно
=
Dn
-
,
=
Dp
-