Время жизни неравновесных носителей заряда

Неравновесное состояние полупроводника

Неравновесное состояние полупроводника возникает под влиянием каких-либо внешних или внутренних воздействий, в результате которых равновесная концентрация носителей заряда в полупроводнике может измениться

 

 

Внешние воздействия:

· облучение светом,

· ионизирующее облучение,

· воздействие сильного электрического поля и т.д.

Внутренние воздействия:

· введение (инжекция) зарядов.

 

В результате подобных воздействий в полупроводнике помимо равновесных носителей заряда, образующихся вследствие ионизации примесных атомов и тепловой генерации, появляются дополнительные носители заряда, которые называют неравновесными или избыточными.

 

Интервал времени, в течение которого концентрация избыточных носителей заряда уменьшается в е раз, называют временем жизни избыточных носителей заряда.

 

 

При генерации резко возрастает число неосновных носителей заряда. Значит, время жизни избыточных (неравновесных) носителей заряда определяется временем жизни неосновных носителей заряда.

 

 

Время жизни зависит от вероятности рекомбинации, которая определяется ее механизмом.

Существуют прямая и косвенная рекомбинации.

 

 

Прямая рекомбинация, т.е. из зоны в зону, маловероятна, т.к. вероятность встречи двух движущихся хаотически частиц - электрона и дырки - крайне мала.

 

 

Практически рекомбинация электронов и дырок происходит с участием ловушек, энергетические уровни которых находятся в запрещенной зоне полупроводника.

 

 

Время жизни неравновесных носителей зависит от вероятности заполнения ловушек, которая определяется концентрацией примесей и температурой.