Ударная ионизация. Рассмотрим физические процессы, влияющие на концентрацию носителей заряда

Рассмотрим физические процессы, влияющие на концентрацию носителей заряда

Свободный электрон (или дырка), разгоняясь под действием большой напряженности электрического поля, может приобрести на длине свободного пробега дополнительную энергию, достаточ­ную для ионизации примеси или собственного атома полупровод­ника.

!!! ударная ионизация - процесс ионизации атомов разогнавшимся в поле носите­лем заряда.

Ионизацию могут вызывать и дырки, так как движение дырок является лишь спо­собом описания движения совокупности электронов валентной зоны полупроводника.

Коэффициент ударной ионизации - количественно характеризует процесс ударной ионизации и численно равен количеству пар носителей заряда, образуемых первичным носи­телем на единице пути.

` Коэффициенты ударной ионизации в полупро­водниках обозначают а_n и а_р. Коэффициенты ударной иониза­ции очень сильно зависят от напряженности электрического поля Е.

Для практических расчетов пользуются эмпириче­ской аппроксимацией

а = А|Е|^m (4.6)

где m = 5 - 8.

С эффектом ударной ионизации связан лавинный пробой – лавинное умножение носителей заряда, ток быстро возрастает и теоретически --> .

Существует допустимое значение тока, превышение которого приводит к

тепловому (необратимому пробою)

Тепловой пробой – нарушение теплового обмена, когда энергия рассеивания меньше энергии выделения.

Процесс носит лавинный характер, так как увеличение t^о вызывает снижение сопротивления п/п кристалла и увеличению тока через прибор.