@Ivan RV

На схеме показан процесс рекомбинации. Мне не понятно, почему рекомбинация вообще порождает прямой ток. Ведь рекомбинировавшие электроны уже находятся в валентной зоне и, соответственно, в создании тока не участвуют.

Миниатюры

 

0

@Mikl_

у вас на картинке светодиод, в нем рекомбинация порождает фотоны (свет), то есть электроны, участвующие в токе проводимости теряют энергию и попадаю в валентную зону

0

@Ivan RV

и почему тогда светодиод продолжает светить?

0

@Mikl_

источник дает энергию

0

@Ivan RV

а куда она уходит, если все свободные электроны рекомбинируют?

0

@i8085

Преобразуется в тепло, а в светодиоде - ещё и в свет.

0

@Ivan RV

а как она преобразуется в тепло и свет?

0

@i8085

Ivan RV, вам на уровне какого класса отвечать?

1

@Ivan RV

2 курса...

0

@COKPOWEHEU

А что происходит дальше? Вот свободные электроны были, вот они рекомбинировали. Нет ли в полупроводнике механизма образования новых свободных электронов?
И да, что там с электронейтральностью? Если в N-область залетела дырка, она ведь с собой положительный заряд принесла. И если электрон улетел в P-область, он ведь отрицательный заряд туда унес, а тут, в N-области остался нескомпенсированный положительный.
Энергия свободного электрона намного выше, чем связанного. При захвате на дырку, он не может сразу оказаться на энергетически выгодной орбитали, он будет болтаться где-то на возбужденных уровнях. Но они энергетически невыгодные, поэтому рано или поздно электрон срелаксирует - выплюнет квант энергии (в виде фотона или фонона) и упадет на более нижний уровень.

0

@Ivan RV

Эх... Яснее не стало(
Ну вот... что происходит с электроном который пришел на диод с n-области? Как он дойдет до контакта на p - области? Вот идет он к p-области и, встретившись с дыркой, рекомбинирует. А дальше? Ведь он же теперь заперт в валентной зоне. Как он перейдет на другой конец диода - на металлическую поверхность(контакт)?

0

ValeryS

Никак. Без посторонней помощи. А помощь это внешний источник питания.

0

@Mikl_

не все электроны из зоны проводимости попадаются в валентную зону, часть так и продолжают "участвовать" в токе проводимости

0

@Ivan RV

В таком случае, практически абсолютное большинство всех электронов не должны рекомбинировать, чтобы был нормальный ток. А тогда, что такое "ток рекомбинации". В книгах пишут, что рекомбинация создает ток. А как?

0

@COKPOWEHEU

Я ведь уже намекнул: электронейтральность.
Вот из N-области в P-область прилетел электрон и тут же рекомбинировал с дыркой. Но ведь он принес отрицательный заряд, который не компенсируется суммарным зарядом ионов решетки. Значит, все электроны в полупроводнике будут стремиться его покинуть, пока электронейтральность не восстановится. Ведь каждый электрон отталкивается от остальных электронов и притягивается к ионам. А куда им уходить? Либо обратно в N-область, либо в металл контакта. В N-область идти невыгодно: к ней ведь приложено внешнее напряжение, а вот в металл уйти легко. Вот и получается, что один электрон пришел из N-области в P-область, а совершенно другой - из P-области в металл. Электронейтральность сохранена.
А когда электрон ушел из P-области, что на его месте образуется? Дырка.

Добавлено через 3 минуты
При движении по полупроводнику сохраняется баланс генерации - рекомбинации. Сколько нейтральных атомов распалось на электро-дырочную пару, столько электрон-дырочных пар рекомбинировало обратно. Причем время жизни свободного электрона не сказать чтобы запредельное: пролететь он успевает какие-то нанометры.
А неравновесная рекомбинация возникает на границе зон, куда с одной стороны летят электроны, а с другой - дырки. Вот там рекомбинация обеспечивает протекание тока.
Потому что если полярность обратная, электроны оттягиваются в N-область, а дырки - в P-область, и участвовать в протекании тока уже не могут.

0

@Ivan RV

Получается, что электроны, перешедшие на p полупроводник, займут дырки. На их место придут новые электроны, которые еще дальше продвинутся вглубь p полупроводника, как бы "протаптывая" дорогу для последующих электронов. Сильное внешнее напряжение будет толкать свободные электроны даже через отрицательно заряженные ионы. Таким образом, свободные электроны дойдут до контакта и перейдут на металл?

Добавлено через 1 минуту
Я похоже что-то упустил. Ведь в таком случае не будет новых дырок.

0

@Mikl_

Ivan RV, может стоит вернуться к pn-переходу, вспомнить, что такое обедненная зона и почему она при прямом смещение уменьшается, а при обратном - увеличивается

0

@COKPOWEHEU

А новые электроны будут? Механизм появления электрона и дырки симметричный.

0

@Ivan RV

А почему вообще образуется обедненная область? Почему электрон, который перешел из n области в p область, рекомбинировав, остается там же, в возле металлургической границы? Он же валентный, а ковалентная связь между атомами предполагает обмен этими электронами. Значит они могут зайти и вглубь p области. И не будет обедненной области.

0

@Ivan RV

Вот на одном сайте процесс протекания тока в диоде показан так.
И текст к нему: "Когда свободный электрон рекомбинируется с дыркой, он становится валентным электроном. Как валентный электрон, он продолжает двигаться влево, переходя от одной дырки к другой, пока не достигнет левого конца диода.

Когда он покидает левый конец диода, появляется новая дырка и процесс начинается снова. Поскольку одновременно движутся миллиарды электронов, мы получаем непрерывный ток через диод." Тут все правильно объяснено?

Миниатюры

 

0