3-ma’ruza. Yarimo’tkazgichlarda erkin zaryad tashuvchilar. Yarimo’tkazgichlarda nuqsonlar va ularning turlari reja

2. Erkinzaryad tashuvchilarningyashash vaqti.
Yarimo’tkazgichda berilgan temperaturada, muvozanat holatda ma’lum kontsentratsiyada erkin elektronlar va erkin kovaklar mavjud ekanligi bizga yuqoridan ma’lum. Bunday kontsentratsiyalar muvozanatdagi kontsentratsiyalar deb ataladi va mos ravishda n₀ va p₀harflari bilan belgilanadi. Yarimo’tkazgichda muvozanatsharoitida vaqt birligi ichida ma’lum miqdorda elektron va kovak juftlari hosil bo’lib (generatsiyalanib) tursa, ikkinchi tomondan shuncha juft rekombinatsiyalanib turadi:
(1)
bu yerda, r₀ va g₀ muvozanatholatidagi rekombinatsiya va generatsiyatezliklari. SHuning uchunhamn₀va p₀ lar berilgantemperatura uchuno’zgarmaydi.
Vaqt birligi ichida rekombinatsiyalanuvchi zaryadlar juftining soni ularning kontsentratsiyasiga mutanosibdir:
(2)
bu yerda, g_r-rekombinatsiya doimiysi deyiladi.
Erkin elektron va kovak hosil bo’lishi va ularning qaytib rekombinatsiyalanishi hodisalari orasida ma’lum vaqto’tadi. Bu vaqtqarama-qarshi zaryadli zarralarning bir-biri bilanuchrashishehtimolligiga, rekombinatsiya vaqtida ajralib chiqqanenergiyani socha olish imkoniyatiga va boshqa sharoitlarga bog’liq. Zarraning erkinholatda mavjud bo’lisho’rtacha vaqti uning yashash vaqti deyiladi.
Biz yuqorida g_rp₀- elektronning, g_rn₀- esa, kovakning rekombinatsiyalanishehtimolligi ekanligini ko’rsatdik. Ularning yashash vaqtlari esa ushbuehtimolliklarning teskari qiymatlarining o’zginasidir:
(3)
elektron va
(4)
kovak uchun.
Mos ravishda ushbu ifodalarni quyidagicha yozish mumkin:
(5)
elektron va
(6)
kovak uchun.
Yuqoridagi ifodalarmuvozanatholati uchuno’rinlidir. Agar, yarimo’tkazgichtashqi ta’sirga uchrasa, masalan, yorug’lik bilan yoritilsa, keskin qizdirilsa, zarralar bilan urilsa, uning hajmida jadallik bilan zaryad tashuvchilar hosil bo’la boshlaydi - muvozanat buziladi. Bunday sharoitda nomuvozanat holat yuzaga keladi.
Buhol uchun nomuvozanat zaryad tashuvchilarning yashash vaqti:
(7)
Ushbu jarayonda nomuvozanat zaryad tashuvchilarning kontsentratsiyasi vaqtga qarab:
(8)
qonuniyat bilano’zgaradi. Bu yerda, Dn(c)-zaryad tashuvchilarning tashqi ta’sir to’xtagan paytdagi nomuvozanat kontsentratsiyasi.