Thiếu tử thọ mệnh
Chất bán dẫn tài liệu cùng linh kiện chủ chốt quan trọng tham số
Tức số ít tái lưu tử thọ mệnh. Quang sinh điện tử cùng không huyệt từ lúc bắt đầu ở chất bán dẫn trung sinh ra thẳng đến biến mất thời gian xưng là thọ mệnh. Tái lưu tử thọ mệnh chính là chỉPhi cân bằng tái lưu tửThọ mệnh. Mà phi cân bằng tái lưu tử giống nhau cũng chính là phi cân bằng số ít tái lưu tử ( bởi vì chỉ có số ít tái lưu tử mới có thể rót vào đến chất bán dẫn bên trong, cũng tích lũy lên, đa số tái lưu tử cho dù rót vào tiến vào sau cũng liền thông qua Coulom tác dụng mà thực mau mà biến mất ), cho nênPhi cân bằng tái lưu tử thọ mệnhCũng chính là chỉ phi cân bằng số ít tái lưu tử thọ mệnh, tức số ít tái lưu tử thọ mệnh.[1]
- Tiếng Trung danh
- Thiếu tử thọ mệnh
- Ngoại văn danh
- Minority carriers life time
- Giải thích
- Chất bán dẫn tài liệuCùng linh kiện chủ chốt quan trọng tham số
- Tính chất
- Khoa học
- Loại đừng
- Vật lý
Thiếu tử thọ mệnh làChất bán dẫn tài liệuCùng linh kiện chủ chốt quan trọng tham số. Nó trực tiếp phản ánh tài liệu chất cục trấu lượng cùng linh kiện chủ chốt đặc tính. Có thể chuẩn xác được đến cái này tham số, đối vớiChất bán dẫn linh kiện chủ chốtChế tạo cùng diễn kính van chương cụ tuân hi cự hộ vãn cây có quan trọng ý nghĩa.
Thiếu tử thọ mệnh chỉ thiếu tử bình quân sinh tồn thời gian, thọ mệnh tiêu chí thiếu tử độ dày giảm bớt đến nguyên giá trị 1/e sở trải qua thời gian. ĐốiNăng lượng mặt trời pinTới nói, thiếu tử thọ mệnh càng ngắn, pin hiệu suất càng thấp.
Thiếu tử giới khương hôn quyền, tức số ítTái lưu tử,Xào gian ngưu là chất bán dẫn vật lý khái niệm. Nó tương đối với nhiều tử mà nói.
Chất bán dẫn tài liệu trung có điện tử cùngKhông huyệtHai loại tái lưu tử. Nếu ở chất bán dẫn tài liệu trung nào đó tái lưu tử chiếm số ít, dẫn điện trung khởi đến thứ yếu tác dụng, tắc xưng nó vì thiếu tử muội tương. Như: Ở N hình chất bán dẫn trung, không huyệt là số ít tái lưu tử, điện tử là đa số tái lưu tử; ởP hình chất bán dẫnTrung, không huyệt là đa số tái lưu tử, điện tử là số ít tái lưu tử.[2]
Nhiều tử cùng thiếu tử hình thành: Năm giới nguyên tố nguyên tử có năm cái giới điện tử, đương nó thế thânTinh cáchTrung bốn giới nguyên tử silicon khi, mỗi cái năm giới nguyên tố nguyên tử trung bốn cái giới điện tử cùng chung quanh bốn cái nguyên tử silicon lấyCộng giới kiệnHình thức tương kết hợp, mà còn lại một cái liền không chịu cộng giới kiện trói buộc, nó ở nhiệt độ phòng khi thu hoạch đến nhiệt năng đủ để sử nó tránh thoátHạt nhân nguyên tửHấp dẫn mà biến thành tự do điện tử. Xuất phát từ nên điện tử không phải cộng giới kiện trung giới điện tử, cho nên sẽ không đồng thời sinh ra không huyệt. Mà đối với mỗi cái tam giới nguyên tố nguyên tử, cứ việc nó phóng xuất ra một cái tự do điện tử sau biến thành mang một cái điện tử điện tích lượngChính ly tử,Nhưng nó trói buộc ở tinh cách trung, không thể tượng tái lưu tử như vậy khởi dẫn điện tác dụng. Như vậy, cùng bổn chinh kích phát độ dày so sánh với, N hình chất bán dẫn trung tự do điện tử độ dày đại đại gia tăng rồi, mà không huyệt nhân cùng tự do điện tử tương ngộ mà hợp lại cơ hội tăng đại, này độ dày ngược lại càng nhỏ.
Thiếu tử độ dày chủ yếu từ bổn chinh kích phát quyết định, cho nên chịu độ ấm ảnh hưởng trọng đại.
Đối n hình chất bán dẫn, trong đó phi cân bằng số ít tái lưu tử —— không huyệt thọ mệnh τ, cũng chính là không huyệt bình quân sinh tồn thời gian, 1/τ chính là đơn vị thời gian nội không huyệt hợp lại tỷ lệ, Δp/τ xưng là phi cân bằng không huyệt hợp lại suất ( tức n hình chất bán dẫn trung đơn vị thời gian, đơn vị thể tích nội, tịnh hợp lại biến mất điện tử - không huyệt đối số lượng );Phi cân bằng tái lưu tửKhông huyệt độ dày tùy thời gian biến hóa suất vì dΔp /dt =－Δp /τp, nếu τp cùng Δp không quan hệ, tắc Δp có chỉ số suy giảm quy luật: Δp = (Δp) exp( -t/τp ).
Thực nghiệm cho thấy, ở tiểu chú nhập điều kiện (Δp<<no+po) hạ, phi cân bằng tái lưu tử độ dày xác thật có chỉ số suy giảm quy luật, này thuyết minh Δp(t +τp) = Δp(t)/e, Δp(t)│ ( t=τp ) = Δpo, τp tức là phi cân bằng tái lưu tử độ dày giảm nhỏ đến nguyên lai giá trị 1/e khi sở trải qua thời gian; hơn nữa ở tiểu chú nhập điều kiện hạ, τp thật là cùng Δp không quan hệ hằng số; lợi dụng loại này đơn giản chỉ số suy giảm quy luật có thể đo lường ra số ít tái lưu tử thọ mệnh τp giá trị; đồng thời có thể chứng minh, τp xác thật chính là phi cân bằng tái lưu tử bình quân sinh tồn thời gian <t>. Hẳn là chú ý chính là, chỉ có ở tiểu chú hợp thờiPhi cân bằng tái lưu tử thọ mệnhMới vì hằng số, tịnh hợp lại suất mới nhưng tỏ vẻ vì －Δp/τp; hơn nữa ở tiểu chú nhập hạ ổn định trạng thái thọ mệnh mới tương đương nháy mắt thái thọ mệnh.
Bất đồng chất bán dẫn trung ảnh hưởng số ít tái lưu tử thọ mệnh dài ngắn nhân tố, chủ yếu là tái lưu tử hợp lại cơ chế ( trực tiếp hợp lại, gián tiếp hợp lại, mặt ngoài hợp lại, Auger hợp lại chờ ) và tương quan vấn đề. Đối với Si, Ge chờ gián tiếp quá độ chất bán dẫn, bởi vì đạo mang đế cùng giới mang đỉnh không ở Brillouin khu cùng điểm, cố đạo mang điện tử cùng giới mang không huyệt trực tiếp hợp lại tương đối khó khăn ( cần phải có thanh tử chờ trợ giúp mới có thể thực hiện —— bởi vì muốn thỏa mãn tái lưu tử hợp lại động lượng thủ hằng ), tắc quyết định số ít tái lưu tử thọ mệnh chủ yếu nhân tố là thông qua hợp lại trung tâm gián tiếp hợp lại quá trình. Do đó, chất bán dẫn trung có hại tạp chất cùng khuyết tật sở tạo thành hợp lại trung tâm ( chủng loại cùng số lượng ) đối với này đó chất bán dẫn số ít tái lưu tử thọ mệnh ảnh hưởng cực đại. Cho nên, vì tăng trưởng số ít tái lưu tử thọ mệnh, nên đi trừ có làm hại tạp chất cùng khuyết tật; tương phản, nếu muốn giảm thiếu hụt mấy năm lưu tử thọ mệnh, liền có thể gia nhập một ít có thể sinh ra hợp lại trung tâm tạp chất hoặc khuyết tật ( tỷ như trộn lẫn nhập Au, Pt, hoặc là chọn dùng năng lượng cao hạt thúc oanh kích chờ ). Đối với GaAs chờ trực tiếp quá độ chất bán dẫn, bởi vì đạo mang đế cùng giới mang đỉnh đều ở Brillouin khu cùng điểm, cố quyết định số ít tái lưu tử thọ mệnh chủ yếu nhân tố chính là đạo mang điện tử cùng giới mang không huyệt trực tiếp hợp lại quá trình. Bởi vậy, loại này chất bán dẫn số ít tái lưu tử thọ mệnh giống nhau đều tương đối đoản. Đương nhiên, có làm hại tạp chất cùng khuyết tật đem có càng tiến thêm một bước xúc tiến hợp lại, giảm đoản thọ mệnh tác dụng.
Đối với chủ yếu là dựa vào số ít tái lưu tử thua vận ( khuếch tán là chủ ) tới công tác song cực hình chất bán dẫn linh kiện chủ chốt, số ít tái lưu tử thọ mệnh là một cái trực tiếp ảnh hưởng đến linh kiện chủ chốt tính năng quan trọng tham lượng. Lúc này, thường thường chọn dùng một cái tương quan tham lượng chính là số ít tái lưu tử khuếch tán chiều dài L ( tương đương khuếch tán hệ số cùng thọ mệnh chi tích số căn bậc hai ), L tức biểu chinh số ít tái lưu tử một bên khuếch tán, một bên hợp lại có khả năng đủ đi qua bình quân khoảng cách. Số ít tái lưu tử thọ mệnh càng dài, khuếch tán chiều dài lại càng lớn.
Đối với BJT, vì bảo đảm số ít tái lưu tử ở cơ khu hợp lại tận lực thiếu ( lấy đạt được rất lớn điện lưu phóng đại hệ số ), tắc cần thiết đem cơ khu độ rộng ngắn lại đến số ít tái lưu tử khuếch tán chiều dài dưới. Bởi vậy, yêu cầu cơ khu số ít tái lưu tử thọ mệnh càng dài càng tốt.
Chất bán dẫn trungPhi cân bằng tái lưu tử thọ mệnhLà chất bán dẫn một cái cơ bản đặc tính tham số, nó dài ngắn đem trực tiếp ảnh hưởng đến dựa vào số ít tái lưu tử tới công tác chất bán dẫn linh kiện chủ chốt tính năng, loại này linh kiện chủ chốt có song cực hình linh kiện chủ chốt cùng p-n kết quang điện tử linh kiện chủ chốt chờ. Nhưng là, đối với ở kết cấu thượng bao hàm có p-n kết đơn cực hình linh kiện chủ chốt ( tỷ như MOSFET ) cũng sẽ đã chịu tái lưu tử thọ mệnh ảnh hưởng.
Phi cân bằng tái lưu tử thọ mệnh chủ yếu là chỉ phi cân bằng số ít tái lưu tử thọ mệnh. Ảnh hưởng thiếu tử thọ mệnh chủ yếu nhân tố là chất bán dẫn có thể mang kết cấu cùngPhi cân bằng tái lưu tửHợp lại cơ chế; đối với Si, Ge, GaP chờ gián tiếp cấm mang chất bán dẫn, giống nhau quyết định thọ mệnh chủ yếu nhân tố là chất bán dẫn trung tạp chất cùng khuyết tật.
Đối với thiếu tử thọ mệnh có rõ ràng ỷ lại quan hệ điện tử linh kiện chủ chốt đặc tính, chủ yếu có song cực hình linh kiện chủ chốt chốt mở đặc tính, đạo thông đặc tính cùng chặn đặc tính; đối với pin mặt trời,Quang điện dò xét khíChờ linh tinh quang điện tử linh kiện chủ chốt, cùng thiếu tử thọ mệnh trực tiếp có quan hệ đặc tính chủ yếu có quang sinh điện lưu, quang sinh điện thế chờ.
Chất bán dẫn linh kiện chủ chốt đạo thông đặc tính tốt xấu có thể dùng nó đạo mở điện trở hoặc là đạo thông áp hàng tới biểu chinh; đạo thông áp hàng càng thấp, linh kiện chủ chốt đại điện lưu tính năng liền càng tốt, linh kiện chủ chốt công suất xử lý năng lực cũng liền càng cường. Đối với song cực hình linh kiện chủ chốt, từ bản chất tới xem, nó đạo thông đặc tính trên thực tế nhưng xấp xỉ mà quy kết vì p-n kết chính dẫn đường thông đặc tính; mà đối với song cực hình công suất linh kiện chủ chốt mà nói, này chính dẫn đường thông đặc tính nhưng quy kết vì pin bóng hai cực đạo thông đặc tính.
Bởi vì giống nhau p-n kết chính hướng điện lưu chủ yếu là thiếu tử khuếch tán điện lưu, tắc thiếu tử thọ mệnh càng ngắn, thiếu tử độ dày thang hơn đại, chính hướng điện lưu lại càng lớn, vì thế ở đồng dạng điện lưu dưới tình huống đạo thông áp hàng cũng liền càng thấp. Cho nên thiếu tử thọ mệnh nghi so đoản một ít.
Nhưng là, đối với pin kết tắc có điều bất đồng, bởi vì pin kết ở vào chính thiên khi, tức có đại lượng điện tử cùng không huyệt phân biệt từ hai bên rót vào đến bổn chinh i hình tầng, tắc tất vì “Đại rót vào”; lúc này có thể cho rằng i hình tầng trung điện tử độ dày tương đương không huyệt độ dày, hơn nữa đều đều phân bố, tức n=p=const. Đúng là bởi vì ở i hình tầng trung tồn tại đại lượng hai loại tái lưu tử, cho nên tất nhiên sẽ sinh ra dẫn điện điều chế hiệu ứng, khiến cho pin kết chính hướng điện áp hạ thấp.
Mà pin kết chính dẫn đường điện là từ tái lưu tử vượt i hình tầng ( thế lũy khu ) khi hợp lại quá trình sở tạo thành, tắc pin kết đạo thông đặc tính cùng i hình tầng trung tái lưu tử hợp lại thọ mệnh có rất lớn quan hệ. Tại đây suy xét đến đại rót vào mãnh liệt ảnh hưởng, bởi vậy quyết định tái lưu tử thọ mệnh nhân tố trừ bỏ đại rót vào hạ thọ mệnh —— song cực hợp lại thọ mệnh τa bên ngoài, còn cần đưa vào Auger hợp lại thọ mệnh τA, vì thế hẳn là chọn dùng hữu hiệu thọ mệnh τeff khái niệm. Bởi vì i tầng tái lưu tử hữu hiệu thọ mệnh càng dài, ở đại rót vào dưới tình huống nên tầng dẫn điện điều chế hiệu ứng liền càng cường, tắc linh kiện chủ chốt chính hướng áp hàng cũng liền càng thấp, bởi vậy pin kết chính hướng áp hàng cùng tái lưu tử hữu hiệu thọ mệnh thành ngược lại. Nhưng mà, hữu hiệu thọ mệnh đem theo chính hướng điện lưu mật độ tăng đại mà giảm đoản, đặc biệt là ở đại điện lưu mật độ khi, hữu hiệu thọ mệnh đem lộ rõ biến đoản, do đó sẽ dẫn tới chính hướng áp hàng thực mau gia tăng.
Như trên sở thuật, đối với công suất linh kiện chủ chốt mà nói, nó chốt mở đặc tính yêu cầu tái lưu tử thọ mệnh càng ngắn càng tốt, mà nó chặn đặc tính cùng đạo thông đặc tính lại yêu cầu tái lưu tử thọ mệnh càng dài càng tốt. Bởi vậy, cùng loại chất bán dẫn linh kiện chủ chốt bất đồng đặc tính, đối với tái lưu tử thọ mệnh yêu cầu không nhất định tương đồng. Này liền sinh ra một cái cái gọi là thọ mệnh ưu hoá vấn đề, như gì tổng hợp suy xét, thỏa đáng mà lựa chọn sử dụng tái lưu tử thọ mệnh, lấy khiến cho linh kiện chủ chốt đặc tính có thể lớn nhất hạn độ mà thỏa mãn sử dụng yêu cầu.
Đối với Si chờ chất bán dẫn linh kiện chủ chốt, ảnh hưởng tái lưu tử thọ mệnh chủ yếu nhân tố là khuyết tật cùng có hại tạp chất cấu thành hợp lại trung tâm độ dày cùng với chất bán dẫn nền trộn lẫn độ dày. Hợp lại trung tâm quan trọng đặc tính tham số là nó mức năng lượng vị trí cùng với bắt được mặt cắt. Ở hợp lại trung tâm mức năng lượng vị trí cùng chất bán dẫn trộn lẫn độ dày thích hợp khi, hợp lại trung tâm sẽ trở thành nhất hữu hiệu hợp lại trung tâm, tắc đối tái lưu tử thọ mệnh ảnh hưởng lớn nhất.
Giống nhau, hợp lại trung tâm mức năng lượng càng sâu ( tức càng tới gần bổn chinh Fermi mức năng lượng ), chất bán dẫn trộn lẫn độ dày càng cao ( tức Fermi mức năng lượng càng tới gần có thể mang biên ), hợp lại trung tâm liền càng hữu hiệu. Tỷ như, ở vào đạo mang đế dưới 0.54eV hợp lại trung tâm giống nhau liền thỏa mãn nên điều kiện, vì một cái nhất hữu hiệu hợp lại trung tâm; mà ở vào đạo mang đế dưới 0.3eV hợp lại trung tâm còn lại là không có hiệu quả hợp lại trung tâm.
Trên thực tế, nhất hữu hiệu hợp lại trung tâm cũng có nhỏ lại đối hai loại tái lưu tử bắt được mặt cắt chi so ( tiếp cận 1 ). Tóm lại, hợp lại trung tâm mức năng lượng càng tới gần cấm mang trung ương, hơn nữa này bắt được mặt cắt so càng tiếp cận 1, tắc nên hợp lại trung tâm liền càng hữu hiệu, thọ mệnh cũng liền càng ngắn. Ở tiểu chú hợp thời, thiếu tử thọ mệnh cùng rót vào trình độ không quan hệ, mà chỉ quyết định với hợp lại trung tâm mức năng lượng vị trí cùng bắt được mặt cắt chi so; ở đại rót vào khi, bất luận cái gì hợp lại trung tâm quyết định tái lưu tử thọ mệnh đều đem xu với song cực thọ mệnh.
Giống nhau, có hai cái phương diện yêu cầu suy xét:
Một là chú ý ở công nghệ trong quá trình khống chế tốt tái lưu tử thọ mệnh, khiến cho không phát sinh biến hóa. Nơi này chủ yếu là phải chú ý thanh khiết độ cùng thao tác quá trình khống chế, để tránh miễn có hại tạp chất dẫn vào cùng giảm bớt công nghệ dụ sinh lần thứ hai khuyết tật.
Nhị là thông qua cố ý trộn lẫn nhập một ít thâm mức năng lượng tạp chất, hoặc là tạo thành một ít tinh thể khuyết tật tới tăng thêm khống chế, bởi vì rất nhiều thâm mức năng lượng tạp chất cùng tinh thể khuyết tật đều đem cấu thành hợp lại trung tâm. Ở Si linh kiện chủ chốt trung, thường dùng làm hợp lại trung tâm thâm mức năng lượng tạp chất là Au cùng Pt, thường dùng tới dẫn vào tinh thể khuyết tật thi thố là điện tử tia. Au cùng Pt cùng với điện tử tia, này ba loại hợp lại trung tâm dẫn vào phương pháp mỗi người mỗi vẻ. Giống nhau, có thể nhìn thấy:
① đối với cao trộn lẫn ( thấp điện trở ) chất bán dẫn tài liệu, trộn lẫn Au cùng trộn lẫn Pt τH/τL so giá trị đều trọng đại; nhưng đối với thấp trộn lẫn ( cao điện trở ) chất bán dẫn tài liệu, chỉ có trộn lẫn Au τH/τL so giá trị mới trọng đại. Bởi vậy, từ đã hạ thấp đạo thông áp hàng, lại đề cao chốt mở tần suất góc độ tới suy xét khi, vẫn là trộn lẫn Au hiệu quả tương đối hảo. ② từ thiếu tử sinh ra thọ mệnh cùng đại rót vào thọ mệnh chi so ( τs/τH ) tới xem, trộn lẫn Pt cùng điện tử tia so giá trị trọng đại, bởi vậy, ở bảo trì đạo thông áp hàng tương đồng dưới tình huống, trộn lẫn Pt cùng điện tử tia đều có thể duy trì linh kiện chủ chốtNgược hướng rò điện lưuNhỏ lại.
③ đối với trộn lẫn Pt Si, τH/τL so giá trị tùy trộn lẫn độ dày biến hóa rất lớn, bởi vậy Pt làm công suất linh kiện chủ chốt hợp lại trung tâm không quá lý tưởng;
④ đối với điện tử tia Si, τH/τL so giá trị trên cơ bản không theo trộn lẫn độ dày mà biến hóa, bởi vậy, điện tử tia có thể đối công suất linh kiện chủ chốt cung cấp tương đối lý tưởng hợp lại trung tâm;
⑤ đối với trộn lẫn Au Si, τH/τL so giá trị hoàn toàn không theo trộn lẫn độ dày mà biến hóa, bởi vậy, Au cũng là công suất linh kiện chủ chốt một loại lý tưởng hợp lại trung tâm.[3]
