Muvozanatiy, nomuvozanatiy zaryad tashuvchilar. Ularning energiya bo’yicha taqsimoti

Nomuvozanat o’tkazuvchanlik va uning relaksasiyasi
Biror tashqi ta’sir oqibatida yarimo’tkazgichda nomuvozanatiy zaryad tashuvchilarning vujudga kelishi uning o’tkazuvchanligini o’zgartiradi. Umumiy holda to’la solishtirma elektr o’tkazuvchanlik quyidagiga tengligi ma’lum:
σ =σ_n + σ_p=e(_nn + _pp). (3.31)
Bu o’rinda nomuvozanatiy zaryad tashuvchilarning vujudga keltipish sharoiti va darajasi tok tashuvchilarning harakatchanligini aniqlaydigan omillarga ta’sir qilmaydi va Shu sababli harakatchanliklar (_n va _p) o’zining muvozanat sharoitidagi qiymatini saqlaydi, deb hisoblaymiz. U holda (3.31) ni quyidagicha yozish mumkin:
σ=e(_nn₀ + _p p₀ +_nΔn + _p Δp). (3.32)
bundan nomuvozanatiy o’tkazuvchanlikning
Δσ = ye(_nΔn + _pΔp) (3.33)
ifodasi kelib chiqadi. Yorug’lik intensivligini (1 sm2 yuzaga 1s da tushayotgan yorug’lik energiyasi miqdorini) I orqali ifodalaymiz. U holda 1 sm yuzli va dx qalinlikli Yarimo’tkazgich qatlamida yutilayotgan energiya miqdori I va dx larga prororsional bo’ladi:
—dI=1dx, (3.34)
bundagi  — yorug’lik yutilish koeffisienti. Birlik vaqtda birlik hajmda yutilayotgan yorug’lik energiyasi:
-(d1/dx)=1. (3.35)
Demak,
Δn’ = Δp’ = a1, (3.36)
bunda — bir yorug’lik kvanti (foton) vujudga keltirgan elektronkovak juftlari sonini aniqlaydigan kvantiy chiqish.
I=g (3.37)
kattalik zaryad tashuvchilarni (bu holda yorug’lik ta’sirida) vujudga keltirish (generasiyalash) tezligidir.
Agar zaryad tashuvchilarni generasiyalashdan boshqa jarayonlar yuz bermaganida edi, nomuvozanatiy zaryad tashuvchilar konsentrasiyasi Δ
n=Δp = It (3.38)
Qonun bo’yicha vaqt o’tishi bilan tobora ortib borgan bo’lar edi. Demak, nomuvozanatiy zaryad tashuvchilarning stasionar konsentrasiyalarini Δp’ va Δp’ larning erkin holatda o’rtacha yashash vaqtlari τn va τp lar ko’raytmasi ko’rinishida ifodalash mumkin:
Δn_st=Δn’∙ τ_n=Iτ_n (3.39)
Δp_st=Δp’∙ τ_p=Iτ_p (3.40)
Bu holda stasionar nomuvozanatiy o’tkazuvchanlik (bizning holda fotoo’tkazuvchanlik) quyidagicha tasvirlanadi:
Δσ_st=Δσ +Δσ_n + Δσ_p=e (_nΔn_st + _pΔp_st) = yeI(_nτ_n +_pτ_p) (3.41)