Прямая межзонная рекомбинация

При протекании через диод прямого тока происходит инжекция неосновных носителей заряда (электронов) в базовую р -область полупроводника. Вблизи границы p–n- перехода создается избыточная (неравновесная) концентрация электронов и дырок. Происходят процессы их рекомбинации, сводящиеся к переходу электронов из зоны проводимости в валентную зону на имеющиеся там свободные уровни. Возможные пути рекомбинации показаны на энергетической диаграмме рис. 4. Здесь изображены уровни энергии дна зоны проводимости W _c и верха валентной зоны W _v, уровень энергии донорной примеси W _d и уровень энергии акцепторной примеси W _a. Переход электрона с нижнего уровня зоны проводимости на верхний уровень валентной зоны называется межзонной рекомбинацией (рис. 4,а). Разность энергии Δ W = W _c − W_v выделяется в виде кванта электромагнитного излучения – фотона hν _cv = Δ W, где h = 6.626∙10^–34 Дж∙с –постоянная Планка (излучательная рекомбинация), либо передается решетке в виде кванта тепловых колебаний – фонона (безизлучательная рекомбинация). Однако процесс прямой межзонной излучательной рекомбинации маловероятен. Для его осуществления электрон и дырка должны оказаться одновременно в одном и том же месте кристалла. Кроме того, должен выполняться закон сохранения импульса, т.е. излучательная рекомбинация может произойти, если и электрон, и дырка имеют одинаковые, но противоположно направленные импульсы.