Досега сме разгледали концентрацията на електрони и дупки, за да се установи на термодинамично равновесие на полупроводника. Но вие можете да създадете концентрация носител по-голяма от равновесие. Например, когато се облъчва със светлина на честота кристал енергия кванти. по-голяма от ширината на забранена лента. Light квантовата може да прехвърли своята енергия на електрона, и го преведе от граница до свободно състояние - ще генерира чифтове електронни дупки. Явявам се за сметка на допълнителна експозиция медии се нарича nonequilibrium, и увеличаване на електропроводимостта на кристала, като следствие от това - photoconductivity.
Както в случая на равновесие носители, процесът на създаване на електрони и дупки от излагане на светлина, последвано от обратен процес на рекомбинация на носители. Когато напред и назад скоростта стане идентични процеси, полупроводников монтиран неподвижно (но nonequilibrium в термодинамичната смисъл) концентрацията на носител.
Да разгледаме случая на вътрешен полупроводников, където равновесие (т.е., липса на осветление) на електрони и дупки проводникова е пренебрежимо малък в сравнение с техните концентрации създадена от светлина. Това означава, че осветяването на кристала е достатъчно голям. Скоростта на изменение на електрон концентрация се определя чрез съотношението на процента на производство и рекомбинация:
Може да се предположи, че скоростта на генериране пропорционална на броя на кванти на светлина, падаща върху повърхността на кристал единица за единица време, и следователно, светлина е пропорционално на:
при което - коефициент на пропорционалност, което зависи не само от свойствата на полупроводника, но и на честотата или спектрален състав на падащата светлина. Скоростта на рекомбинация на носители, както и преди, определена от отношението (12). Резултатът е:
Помислете, на първо място, стационарен режим, в който и. Уравнение (18) предвижда фиксирана концентрация
Когато изключване на осветлението в полупроводника са само за рекомбинация процеси, водещи до непрекъснато намаляване на концентрацията на носител. За да получите правилното взаимоотношение. ние трябва да се облече в уравнението (18) и го пренаписване под формата на
за извършване на интеграцията. Интеграция постоянно определя от състоянието на (време, еквивалентен на изключване на осветлението). Това дава:
наречено живот носител. Както следва от (20), по време концентрацията на носител се намалява наполовина.
Свързани статии