Выполнил: Савостьянов А.А Столяров Д.С. группа 21305
Инжекция носителей в p-n переходе Энергетическая диаграмма, поясняющая механизм действия инжекционного диода, его яркостная характеристика и эквивалентная схема.
Концентрация инжектированных электронов на границе рn-перехода и р-области n'(хp) определяется выражением п'(Хр)=np*exp(еU/kT),(1) где nрконцентрация равновесных электронов в р-области; k константа Больцмана; Ттемпература: eзаряд электрона. Поскольку инжектированные носители рекомбинируют с основными носителями соответствующей области, то их концентрация п'р в зависимости от расстояния от рn-перехода изменяется следующим образом (для электронов в р-области): n'p=n(xp)exp[-(x-xp)/Ln], (2) где Ln Диффузионная длина электронов. В случае, когда существенны оба компонента тока (электронный и дырочный), общий ток I описывается формулой I = (In0 + Iр0)*[exp(eU/kT) - 1], (4) где In0 = eDn*np/Ln; Ip0=eDp*pn/Lp. Коэффициент инжекции п, т.е. отношение электронной компоненты тока In0 к полному прямому току I=In0+Ip0, определяется по формуле n=LpNd/[LpNd+(Dp/Dn)*LnAa], (6) где Nd и Na концентрации доноров и акцепторов в л- и р -областях.
Принцип действия светодиода - электроны - «дырки»
Гетеропереход. Физические основы. Одной из причин обращения к гетеропереходам является возможность получить высокоэффективную инжекцию неосновных носителей в узкозонный полупроводник, т.е. суперинжекция, заключающаяся в том, что концентрация инжектированных в базу носителей может на несколько порядков превысить их равновесное значение в змиттерной области. а) б) Идеальная зонная схема для гетероперехода. а) - в условиях равновесия; б) - при прямом смещении V Рис 1 Рис 2 Рис 3
Принцип действия светодиода с гетеропереходом
Из светоизлучающего кристалла может быть выведена только часть генерируемого р n-переходом излучения в связи со следующими основными видами потерь: потери на внутреннее отражение излучения, падающего на границу раздела полупроводник воздух под углом, большим критического; поверхностные потери на френелевское отражение излучения, падающего на границу раздела под углом, меньшим критического; потери, связанные с поглощением излучения в приконтактных областях; потери на поглощение излучения в толще полупроводника.Наиболее значительны потери на полное внутреннее отражение излучения. В связи с большим различием показателей преломления полупроводника nп и воздуха na доля выходящего излучения определяется значением критического угла пр между направлением светового луча и нормалью к поверхности: пр= arcsin n-1, где n=nn/nв.