Максвелловское время релаксации

В состоянии термодинамического равновесия выполняется условие электронейтральности полупроводника. Возникновение избыточных электронов Dnи дырок Dр в результате перехода электронов из валентной зоны в зону проводимости, очевидно, не нарушает условия электронейтральности, так как носители возникают парами:  Dn=Dр.

Можно инжектировать в полупроводник избыточные носители только одного знака, например, ввести избыточные дырки Dр в полупроводник n-типа проводимости. Это приведет к образованию положительного объемного заряда r=еDр и электрического поля. Поле вызывает протекание дрейфового тока электронов, которые подтягиваются в область существования избыточной концентрации дырок. За время, называемое максвелловским временем релаксации tM, достигается компенсация избыточного заряда дырок Dр избыточным зарядом электронов Dnи в полупроводнике устанавливается электронейтральность: Dn=Dр. Максвелловское время релаксации определяется следующей формулой.

где e — диэлектрическая проницаемость полупроводника, e0=8.85e-12 Ф/м — абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума, s— удельная электропроводность полупроводника.

Для кремния e=11.7 и s = 10 Сим/м величина tM=10-11 с. Это время значительно меньше времен жизни электронов tn и tp дырок. Поэтому дальше будем считать, что установление электронейтральности в полупроводнике происходит практически мгновенно и рекомбинация протекает в условиях электронейтральности.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector