Прямая межзонная рекомбинация

При протекании через диод прямого тока происходит инжекция неосновных носителей заряда (электронов) в базовую р-область полупроводника. Вблизи границы p–n-перехода создается избыточная (неравновесная) концентрация электронов и дырок. Происходят процессы их рекомбинации, сводящиеся к переходу электронов из зоны проводимости в валентную зону на имеющиеся там свободные уровни. Возможные пути рекомбинации показаны на энергетической диаграмме рис. 4. Здесь изображены уровни энергии дна зоны проводимости W_c и верха валентной зоны W_v, уровень энергии донорной примеси W_d и уровень энергии акцепторной примеси W_a. Переход электрона с нижнего уровня зоны проводимости на верхний уровень валентной зоны называется межзонной рекомбинацией (рис. 4,а). Разность энергии ΔW = W_c − W_v выделяется в виде кванта электромагнитного излучения – фотона hν_cv = ΔW, где h = 6.626∙10^–34 Дж∙с –постоянная Планка (излучательная рекомбинация), либо передается решетке в виде кванта тепловых колебаний – фонона (безизлучательная рекомбинация). Однако процесс прямой межзонной излучательной рекомбинации маловероятен. Для его осуществления электрон и дырка должны оказаться одновременно в одном и том же месте кристалла. Кроме того, должен выполняться закон сохранения импульса, т.е. излучательная рекомбинация может произойти, если и электрон, и дырка имеют одинаковые, но противоположно направленные импульсы.