Обогащение полупроводника электронами до концентрации np и дырками до концентрации pn может осуществляться его
- освещением,
- облучением потоком заряжённых частиц,
- введением их через контакт (инжекцией) и т.д
Скорость рекомбинации неравновесных носителей пропорциональна избыточной концентрации дырок (pn - ) или электронов (np - ):
; ,
где tp - время жизни дырок; tn - время жизни электронов. За время жизни концентрация неравновесных носителей уменьшается в 2,7 раза. Время жизни избыточных носителей составляет 0,01...0,001 с.
Неравномерное распределение неравновесных носителей зарядов сопровождается их диффузией в сторону меньшей концентрации. Это движение носителей зарядов обусловливает прохождение электрического тока, называемого диффузионным (рисунок, б).
; (;
где dn(x)/dx, dp(x)/dx - градиенты концентраций электронов и дырок; Dn, Dp - коэффициенты диффузии электронов и дырок.
Коэффициенты диффузии связаны с подвижностями носителей зарядов соотношениями Эйнштейна:
|
|
; .
Если в полупроводнике существует и электрическое поле, и градиент концентрации носителей, проходящий ток будет иметь дрейфовую и диффузионную составляющие.
;