В полупроводниках и в приборах на их основе наблюдается еще один вид шума,

В полупроводниках и в приборах на их основе наблюдается еще один вид шума, создаваемый флуктуациями скоростей генерации и рекомбинации носителей, что приводит к флуктуациям концентрации свободных носителей. Этот вид шума, возникает в полупроводниковых приборах из-за присутствия в материале атомов примеси или нарушений кристаллической решетки, которые дают в запрещенной зоне (ЗЗ) полупроводника локальные ловушечные уровни. Рекомбинация и генерация носителей заряда через ловушки приводит к флуктуациям в полупроводнике концентрации свободных носителей, и как следствие, к флуктуациям проводимости (сопротивления) образца и к возникновению генерационно-рекомбинационного (ГР) шума. Концентрация свободных носителей (электронов), поставляемых в зону проводимости уровнем, расположенным в запрещенной зоне полупроводника, флуктуирует с постоянной времени жизни носителей .

            Как известно, средняя концентрация свободных носителей (электронов или дырок), поставляемых в зону проводимости или в валентную зону, определяется концентрацией примесей в полупроводнике для данного уровня, положением уровня Ферми и температурой. Однако, в действительности, эта концентрация флуктуирует, и как следствие, концентрация носителей в зоне может быть и меньше, чем средняя (проводимость образца понижена), и больше, чем средняя (проводимость повышена). Постоянная времени обмена носителями между уровнем в ЗЗ и зоной проводимости  определяется концентрацией носителей в зоне проводимости, сечением захвата уровня и температурой.

На рис. 3.7 показан ловушечный уровень E0 в запрещенной зоне (ЗЗ) полупроводника, поставляющий электроны в зону проводимости. Носитель (электрон)атакует потенциальный барьер высотой. Если полупроводник имеет один локальный ловушечный уровень в ЗЗ с энергией E0, тогда случайный процесс характеризуется одной постоянной времени  (элементарный флуктуатор). При протекании через полупроводник с флуктуирующим числом носителей N тока I0 энергетический спектр ГР шума определяется выражением:

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector