Концентрация электронов и дырок в области пространственного заряда

Рассчитаем, как меняется концентрация электронов и дырок в области пространственного заряда. Для определенности рассмотрим полупроводник n‑типа. В условиях термодинамического равновесия концентрация основных n_n0 и неосновных p_n0 носителей выражается следующим образом (2.15):

,

поскольку E_C – F + qj_0n = E_g/2.

Обозначим , тогда

. (2.15)

Для области пространственного заряда объемное положение уровня Ферми j(x) меняется от точки к точке: j(x) = j_0n – ψ(x), как и концентрация основных n_n0(x) и неосновных p_0n(x) носителей.

С учетом зависимости j(x) = j_0n – y(x) выражения для концентраций будут:

,

,

. (2.16)

Величины n_s и p_s – концентрации электронов и дырок на поверхности – носят названия поверхностных концентраций:

. (2.17)