НАКОПЛЕНИЕ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА

В полупроводнике, увеличение концентрации подвижных носителей заряда (НЗ) сверх значения, соответствующего тепловому равновесию НЗ с крист. решёткой ПП, происходящее в областях ПП, подвергаемых таким внеш. воздействиям, которые приводят к введению НЗ в ПП извне, избыточной (по сравнению с тепловой) генерации НЗ либо к перегруппировке НЗ между соседними участками ПП. К процессам, приводящим к введению НЗ в ПП, относится инжекция неосновных НЗ электронно-дырочным переходом (см. Инжекция носителей заряда). Генерация избыточных НЗ происходит под действием света, ионизирующего излучения, а также в результате ионизации собств. атомов ПП или примесей в нём электрич. полем. Перегруппировку НЗ может вызвать сильное электрич. поле, если под его влиянием ПП переходит в состояние с отрицат. дифференциальным сопротивлением (см., например, Ганна эффект).

За счёт электрич. притяжения НЗ противоположных знаков - электронов проводимости и дырок - накопление в области ПП подвижных НЗ одного знака сопровождается накоплением такого же кол-ва НЗ противоположного знака, так что в отсутствие сильного электрич. поля область ПП остаётся электрически нейтральной. Под влиянием достаточно сильного электрич. поля (напряжённостью порядка 10-10 В/м) электронейтральность области нарушается: накопленные НЗ противоположных знаков смещаются одни относительно других, образуя объёмный заряд.

При резком выключении источников внеш. воздействий, приводящих к введению НЗ в ПП или к избыточной их генерации, концентрация накопленных НЗ спадает за время, приблизительно равное времени жизни неосновных НЗ и определяемое скоростью рекомбинации НЗ. Накопленные НЗ могут быть удалены, если к подвергавшейся воздействию области ПП приложить напряжение соответствующей полярности, при этом во внеш. цепи появится импульс электрич. тока. Если Н. н. з. произошло вследствие перегруппировки осн. НЗ, то после выключения внеш. воздействия равновесная концентрация НЗ устанавливается за счёт их перераспределения между соседними участками подвергавшейся воздействию области ПП за время, сравнимое с временем максвелловской релаксации, равным отношению диэлектрич. проницаемости ПП к величине уд. электропроводности данной области ПП.

Н. н. з. и связанные с ним эффекты лежат в основе работы мн. ПП приборов и устр-в, а время Н. н. з. и установления равновесной концентрации НЗ определяет быстродействие этих приборов и устр-в. Так, принцип действия биполярного транзистора основан на взаимодействии примыкающих к его базе электронно-дырочных переходов(р - п-переходов) вследствие накопления и переноса инжектированных в неё НЗ. Скачкообразное изменение тока, протекающего через ПП диод при вытягивании накопленных НЗ обратно смещённым р - п-переходом, используется в формирователях импульсов на диодах с накоплением заряда; Н. н. з. при генерации НЗ светом - в фотоприёмниках и солнечных батареях; излучат, рекомбинация избыточных НЗ, инжектированных р - п-переходом,- в светодиодах и инжекционных лазерах; взаимодействие накопленных НЗ с сильным электрич. полем - в лавинно-пролётных диодах, диодах с междолинным переходом электронов; инерционные процессы Н. н. з. в инверсном слое у поверхности ПП - в приборах с зарядовой связью.

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.