Рекомбинация туннелированием

Если p-n-переход достаточно тонкий, то носители тока смогут преодолевать потенциальный барьер не только за счет тепловой энергии, достаточной для преодоления барьера, но и за счет туннельных эффектов. На рисунке 3 показана возможная модель туннельных переходов при прямых напряжениях.

а) Междузонные переходы, которые имеют место при малых напряжениях, (*), где Δn_nΔp_p – степени вырождения в n- и р-области. Они должны давать вольтамперную характеристику с отрицательным наклоном – характеристику туннельного диода.

(*) qU≤Δn+Δp, где Δn, Δp – степени вырождения.

Рисунок 3 - Модель туннельного перехода при прямых напряжениях

б) Туннельные переходы с участием примесей, когда электрон и дырка туннелируют под барьер, где рекомбинируют в соответствии со статистикой заполнения ловушки.

Если основная зависимость тока от напряжения определяется вероятностью туннельного просачивания электронов, то теории, предполагающие как дискретное, так и непрерывное распределение примесных уровней по энергиям, дают зависимость тока от напряжения вида

, (13)

где Е₁ – характерная энергия обратно пропорциональная толщине потенциального барьера l, независящая от температуры.

в) Туннельные переходы с одновременной передачей энергии третьему носителю – электрону иди дырке.

г) Междузонные туннельные переходы с излучением, или "диагональное туннелирование".

д) Туннельные переходы на примеси с последующей излучательной рекомбинацией. На трех последних механизмах нужно остановиться подробнее.