
- •1. Классификация твердых тел по электрофизическим свойствам.
- •2. Основы зонной теории твердого тела.
- •4. Понятие эффективной массы электрона.
- •6. Плотность электронных состояний.
- •7. Функция Ферми-Дирака
- •8. Концентрация эл-ов и дырок в зонах.
- •9. Концентрация носителей заряда в невырожденном проводнике.
- •10. Концентрация носителей заряда в вырожденном полупроводнике
- •11. Степень заполнения примесных уровней. Уравнение электронейтральности
- •12. Температурная зависимость концентрации плотности заряда в полупроводниках
- •13. Температурная зависимость электропроводимости п/п-ов.
- •14. Квазиуровень Ферми.
- •15.Время жизни неравновесных носителей заряда. Межзонная рекомбинация
- •16. Фотопроводимость полупроводников. Эффект Дембера
- •17.Уравнение непрерывности
- •18. Дрейфовые и диффузионные токи
- •19 Диффузия и дрейф неравновесных носителей заряда в случае в случае монополярной проводимости
- •20. Диффузия и дрейф неосновных избыточных носителей заряда
- •21. Полупроводник во внешнем электрическом поле.
- •22. Контакт метал-полупроводник. Омический контакт
- •23.Выпрямление тока в контакте метал-полупровадник. Диоды Шотки
- •27. Выпрямление тока в р-n переходе.
- •26. Толщина слоя объемного заряда p/n перехода.
- •28, Вах тонкого р-н перехода
- •29. Барьерная и диффузионная емкости p-n-перехода
- •31. Фотоэффект на p-n-переходе
- •32. Гетеропереход.
- •33. Принцип действия б.Т. Физические параметры б.Т.
- •36. Эффект поля. Мдп-транзисторы.
- •24. Емкость запорного слоя Шотки
- •3. Заполнение энерг. Зон эл. И деление тел на металы, диэл., полупров.
15.Время жизни неравновесных носителей заряда. Межзонная рекомбинация
Они существуют пока существует источник возбуждения. После выключения источника, п/п-к в течении какого-то времени возвращается в
равновесное состояние. Будем считать, что происходит оптическая генерация.
При выключении источника облучения:
-
скорость генерации в условии равновесия;
R – скорость рекомбинации.
-
коэффициент пропорциональности –
коэффициент рекомбинации. Чем больше
n0
и p0,
тем быстрее происходит рекомбинация и
генерация.
Считаем,
что
Рассмотрим случаи:
1.
При
t=0
,
-
установилась при работающем источнике
возбуждения.
Это
линейная рекомбинация ().
– постоянная
времени рекомбинации (время жизни
неравновесных носителей заряда в п/п-ке)
Искомое
уравнение:
При
линейной рекомбинации
2. Случай сильного возбуждения.
Такой тип рекомбинации называю квадратичной.
убывает
с t
по гиперболическому закону.
Постоянная
времени
- мгновенное время жизни неравновесных
электронов при квадратичной рекомбинации.
не
является постоянным.
Межзонная рекомбинация
Существует 2 вида рекомбинации:
-
межзонная – электрон из ЗП возвращается в ВЗ с выделением избыточной энергии
-
если эта энергия преобразовывается в излучение – это излучательная рекомбинация (светодиод)
-
если эта энергия превращается в тепло – безизлучательная рекомбинация.
-
если она отдается другим носителям заряда – это уже рекомбинация.
-
-
Электрон в ВЗ пролетит через промежуточный уровень-ловушку, которая на некоторое время задержит его.
Скорость рекомбинации:
Рассмотрим биполярную линейную рекомбинацию:
;
Видим,
что
-
скорость рекомбинации в состоянии
равновесия.
-
скорость рекомбинации в неравновесном
состоянии (коэффициент рекомбинации).
Для
собственного п/п-ка
тем
меньше, чем меньше расстояние запрещенной
зоны Eg
и чем больше Т.
Для
п/п-ка n-типа
n0>>p0.
Тогда
Отношение
определяется степенью легирования
п/п-ка. Для п/п-ка р – типа:
16. Фотопроводимость полупроводников. Эффект Дембера
Рассмотрим зонную энергетическую диаграмму п/п при облучении его светом (т.е. при генерации)
1- Проводимость растет (это собственная полупроводимость)
2,3- примесная фотопроводимость при этом:
В общем случае электропроводимость
Рассмотрим от чего будет зависеть ∆n
Из уравнения непрерывности
Фототок (по закону Ома)
При τ/t >1 ток становится больше ,иначе- меньше.
Явление фотопроводимости используется в фоторезисторах – это пластина п/п с определенной Ед ,чтобы быть чувствительным к определенным
длинам волн. В нем используется собств. полупроводимость
Эффект Дембера
Он
возникает в п.п при облучении его светом
с
В
п.п. происходит генерация эл.-дыр. пар.
Они диф-ют в неосвещенных областях
полупроводника
Возникает
разделение зарядов. Возникает эл. поле
которое
замедляет движение электронов и ускоряет
дырки.
В
равновесии (I=0)
между гранями п.п возникает напряжение
Считаем
,что происходит биполярная генерация
т.е. ∆n=∆p
Из выражения видно, что при b =1 эффект Дембера не возникает (ЕД=0). Найдем разность потенциалов
Считается,
что на расстоянии 3L
процесс диффузии уже прекращается
(L-диффузионная
длина
На глубине 3L считаем, что все диф-ие заряды релаксировали.