7.5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИНЖЕКЦИИ

В пределах одной или двух инжекционных длин с любой стороны обедненного слоя происходит рекомбинация носителей и рекомбинационное излучение генерируется в этой области. В полупроводниковых источниках света обычно применяют асимметричное легирование, чтобы обеспечить превышение генерации с одной стороны перехода. Обычно материал n-типа легируется значительно сильнее, чем материал -типа, т. е. формируется -переход. Значение может составлять тогда как Тогда ток положительного смещения проходит через переход в основном за счет электронов, инжектированных в слабо легированную область -типа, где и происходит генерация рекомбинационного излучения. В этом случае можно определить эффективность инжекции как отношение электронного тока через переход к общему току. Позже будет показано, как величина определяется из характеристик и -областей. Плотность электронного тока входящего в область -типа:

где значение получено в результате дифференцирования уравнения (7.4.12). Отношение концентрации при к

концентрации электронов в области n-типа по другую сторону потенциального барьера определяется уравнением Больцмана. В равновесии высота потенциального барьера совпадает с величиной диффузионного потенциала , т. е.

В результате положительного смещения напряжением V потенциальный барьер понижается, тогда

В результате подстановки в (7.5.1)

Аналогичные рассуждения приводят к выражению для плотности дырочного тока, входящего в область -типа

Если генерация или рекомбинация носителей в пределах обедненного слоя или на периферии перехода 1/2 в (7.3.5)] оказывается незначительной, то общая плотность тока через переход

и эффективность инжекции

т. е.

При получении этих выражений использованы формулы (7.3.2) и (7.3.3). Ясно, что для получения максимального значения необходимо обеспечить максимально возможное отношение Подставив в (7.5.6) и умножив на площадь перехода А, получим

Таким образом,

или

При этом опять использовались выражения (7.3.2), (7.3.3) и (7.2.6).