Nem egyensúlyi fuvarozók félvezető - studopediya
Eddig megvizsgáltuk az összefonódás az elektronok és lyukak, hogy létrehozzák a termodinamikai egyensúly a félvezető. De akkor létrehozhat egy hordozó koncentrációja nagyobb, mint az egyensúlyi. Például, amikor fénnyel sugározzák be a frekvencia kristály energiakvantumok. nagyobb, mint a szélessége tiltott sávban. Fénykvantumnak átadhatja az energiát az elektron, és lefordítani a kötött szabad állapotban - generál elektron-lyuk párok. Feltűnik rovására további médiában nevezik egyensúlyi, és növekedett az elektromos vezetőképesség a kristály, és ennek következtében - fényvezető.
Mivel abban az esetben, egyensúlyi hordozók, a folyamat generációs elektronok és lyukak fény hatására, majd egy fordított folyamat a rekombináció a hordozók. Amikor az előre és reverz sebességet vált azonos folyamatok, félvezető szerelt álló (de nem egyensúlyi a termodinamikai értelemben) a hordozó koncentrációja.
Vegyük azt az esetet intrinsic félvezető, ahol az egyensúlyi (azaz hiányában megvilágítás) a vezetési elektronok és lyukak elhanyagolhatóan kicsi, összevetve a koncentráció által létrehozott fény. Ez azt jelenti, hogy a megvilágítás a kristály elég nagy. A változás sebessége az elektron koncentráció arányával határozzuk meg a termelés és rekombinációs arányok:
Abból lehet kiindulni, hogy a termelés mértéke arányos a száma kvantum beeső fény a kristály felülete egység egységnyi idő alatt, ezért megvilágítás arányos:
ahol - egy arányossági tényező, amely nem csak attól függ a tulajdonságait a félvezető, hanem a frekvencia vagy spektrális összetétele a beeső fény. Az arány a rekombinációs hordozók, mint korábban, viszonya határozza meg (12). Az eredmény:
Nézzük először, egy álló módszer, amelyben és. Egyenlet (18) rendelkezik a rögzített koncentrációban
Amikor kikapcsolja a világítást a félvezető csak rekombinációs vezető folyamatok folyamatos csökkenése a hordozó koncentrációja. Ahhoz, hogy a megfelelő kapcsolatot. meg kell tenni a (18) egyenletet és átírta azt a formáját
elvégzésére az integráció. Integrációs állandó meghatározható a állapotban (idő egyenértékű kikapcsolásával világítás). Ez ad:
az úgynevezett töltéshordozók élettartamát. Amint az következik (20), idején a hordozó koncentrációja a felére csökken.