Неравновесные и избыточные носители заряда в полупроводнике. Рекомбинация. Скорость рекомбинации

В условиях термодинамического равновесия в обьеме п/п скорость генерации носителей заряда равна скорости рекомбинации носителей заряда, в результате в п/п имеет место концентрация основных и неосновных носителей заряда. Эти концентрации называются равновесными и .

При воздействии внешних факторов (свет, тепло радиация и т.д.) в п/п появляются дополнительные носители заряда, вследствие чего изменяется их концентрация. Такая концентрация – неравновесная.

При устранении внешнего фактора неравновесная концентрация начнет уменьшаться и через некоторое время за счет рекомбинации вернется к равновесной!

Разница между ними:

и – избыточная концентрация

– неравновесная концентрация.

– равновесная концентрация.

Различают два вида внешнего возбуждения:

Низкий:

()

Избыточная превышает равновесную неосн. Носителей заряда, но:

- намного меньше, чем конц-ия осн. носителей заряда.

Высокий:

избыточная конц-ия неосн. носителей превышает конц. Основных!

Рекомбинация – исчезновение электронно-дырочной пары в момент, когда свободный электрон заполняет ковалентную связь.

Скорость рекомбинации:

Определим скорость рекомбинации (н-р для электронов) , как число носителей заряда ежесекундно рекомбинирующих в единичном обьеме полупроводника:

, - время жизни электрона, - вероятность столкновения.

По аналогии можно ввести скорость генерации электронно-дырочных пар, как число носителей заряда ежесекундно генерируемых в единичном обьеме полупроводника.