Генерация и рекомбинация носителей

Тепловая генерация, фотогенерация, генерация под действием корпускулярного излучения, ударная и туннельная генерация

Существуют следующие виды генерации:

1. 
   Термогенерация – возникает под действием увеличения температуры.
   
2. 
   Полевая генерация – возникает под действием электрического поля.
   

а) ударная (лавинная) генерация;
б) туннельная генерация;

3. 
   Фотогенерация – возникает под действием света.
   
4. 
   Корпускулярная – возникает под действием заряженных частиц.
   

Механизм тепловой генерации носителей тока в полупроводниках связан с рекомбинацией носителей. Он осуществляется также либо путем переходов носителей типа “зона-зона”, либо посредством центров рекомбинации – генерации, но в направлении, противоположным процессу рекомбинации. При тепловом равновесии скорости этих взаимно противоположных процессов одинаковы, т.е. сколько носителей образуется в единицу времени, столько же и рекомбинирует.

Рисунок 5 Тепловая генерация
Однако наряду с тепловой генерацией при работе полупроводниковых приборов используются и другие механизмы создания избыточных носителей тока, которые не ассоциируются с процессами рекомбинации. К ним следует отнести генерацию под действием ионизирующего излучения, и аналогичный этому процесс генерации под действием электромагнитного излучения. Схемы указанных механизмов генерации приведены на рис.6.
Генерация под действием электромагнитного излучения или, чаще, под действием фотонов (фотогенерация), возможна в том случае, если энергия фотонов достаточна для создания пары электрон-дырка. Т.е. энергия фотона, необходимая для образования пары, должна превышать ширину запрещенной зоны. Разность энергий фотона и энергии, необходимой для образования пары E_ph-E_g, отдается электрону и дырке в виде их кинетической энергии.