Semiconductores: ¿Dónde ocurren la generación y la recombinación en un diodo de unión PN?

¿Tiene una cita para esa declaración? La recombinación y su efecto contrario pueden ocurrir en cualquier lugar [1]. La probabilidad de que esto ocurra se ve afectada por la densidad de la portadora, los niveles de dopaje, el nivel de Fermi / alineación de banda (en una heterounión pn) … ver varias ecuaciones de velocidad [2]

En el sesgo directo, la recombinación domina porque el trabajo relativo que necesitan realizar los electrones se reduce. En este salto, varios electrones pierden energía para caer a una trampa (Schottky-Reed-Hall), fonón (brecha indirecta de banda o calor) o nivel de Fermi. En el último caso, el par se recombina y genera espontáneamente un fotón.

En polarización inversa, los electrones necesitan una fuerza adicional para vencer la barrera, y esto se proporciona de dos maneras: 1) bien alumbrando sobre la unión, de modo que los fotones se absorben y la unión conduce o 2) se aplica suficiente potencial negativo para que otro mecanismo a medida que el túnel Zenner (en la foto) aumenta la densidad local de los estados, lo que estimula otra transición.

¿Dónde ocurren estas colisiones de partículas? Estadísticamente probable donde hay una mayor concentración de ambas partículas, que estará en la unión de agotamiento.

Pero una transición óptica puede ocurrir en cualquier parte del semiconductor, por lo que la espectroscopía de (electro) fotoluminiscencia (PL-E) es una técnica tan efectiva y precisa para determinar las energías de estas transiciones.

En la práctica, un diodo rara vez es una unión pn, ya que se formarán contactos schottky en la interfaz metal / semiconductor, que también impartirán algunos efectos ópticos en la región de acumulación.

[1] La corriente del diodo pn

[2] https://ecee.colorado.edu/~bart/…

Por simplicidad, esta respuesta omitió muchos detalles.

Los procesos de generación y recombinación ocurren en las regiones neutras, así como en la región de agotamiento del diodo de unión PN. El único requisito para la región de agotamiento es que su ancho debe ser comparable a las longitudes de difusión de los portadores de carga para que ocurra la recombinación. Por supuesto, las regiones neutras son mucho más largas que las longitudes de difusión de los portadores de carga.

En primer lugar, deja de pensar en las bonitas imágenes de electrones y agujeros. Es una fabricación para llevar los niveles cuánticos a nuestro nivel por conveniencia. Considere que son nubes con probabilidad de rebote de dónde están.

Me enseñaron que los agujeros son la ausencia de electrones y el salto de electrones a anillos estables. Los electrones alcanzan cierta velocidad rápida, pero los agujeros, que son la base de los electrones, son más lentos: HUH. Es conveniente explicarlo. Y todo esto es muy perjudicial para la temperatura.

generación y recombinación es una probabilidad, no un lugar.

Los eventos reales no están dentro de nuestra comprensión experiencial limitada

Una unión PN se forma cuando un P dopado (exceso de generador de agujeros) y un tipo N (exceso de generador de electrones) están fusionados (o unidos). Cuando dicho dispositivo está polarizado hacia adelante (p al terminal positivo yn al terminal negativo de la fuente), los agujeros en p y los electrones en n se mueven (o se generan per se) y la recombinación ocurre a medida que se mueven.