Recombination, Recombination Rate, Diffusion Length, Carrier Lifetime   재결합, 재결합률, 확산 거리, 재결합 수명

(2017-07-28)
1. 재결합 (Recombination)

  ㅇ 생성된 전자,정공들이 쌍으로 합쳐(생성과 재결합), 전하가 소멸되는 과정
     - 전도에 기여하는 전도대자유전자가전자대정공을 만나,
     - 갖고있던 에너지격자에 되돌려주며 결합하여 전하가 소멸되는 현상

  ㅇ 재결합 응용
     - 전자,정공이 만나 재결합 소멸되며, (Light)이나 열(Heat)을 방출함으로써, 이를 응용


2. 재결합과 관련된 물리적 정수(Parameter) 셋

  ㅇ ① 재결합률, ② 재결합 시간, ③ 재결합 확산 거리
     - 엄격하게 이론적으로 유도된 정수라기 보다는 다소 직관적인 이해를 위한 정수
     - 주로 측정을 통해 얻어짐


3. ① 재결합률 (Recombination Rate) 

  ㅇ 과잉 캐리어 농도의 감소율

     - 재결합 확률 비례 관계 : 생성된 과잉 캐리어(EHP) 농도에 비례하며 재결합
        .  (재결합 비율 ∝ 과잉 캐리어 농도의 곱) => (R = α δn δp)

     - 이를 시간과 관련시킨 관계식 (단위시간당 단위부피당 재결합률) [개/㎤·s]
        .  Rn = δn/τn
        .  Rp = δp/τp 
        .  즉, 재결합 비율(빈도)은 과잉 반송자 농도 δn,δp 에 비례
            [1/㎤·s]

  ㅇ 한편, 전체 캐리어 농도의 감소율 관점으로 보면,
     - 재결합 확률캐리어 농도의 곱과 비례 관계를 갖음
        . 재결합 비율 R  ∝  캐리어 농도의 곱  n p
     - 즉, 단위시간당 단위부피당 재결합률 R [개/㎤·s]은,
               
        . B : 재결합계수 [㎤/s]


4. ② 재결합 시간(Recombination Time) 또는 재결합 수명(Lifetime, Carrier Lifetime)평균 재결합 시간/캐리어 수명 : τ 
     - 재결합으로 얼마나 빨리 열평형상태로 가는데 `평균 시간`
        .  τnp : 전자,정공 수명(lifetime)
     - 재결합 과정에 의한 캐리어 농도 감소에 대한 시간상수
        . 즉, 재결합 시정수 = 캐리어 수명 = 재결합 시간

  ㅇ 1계 미분방정식 표현
     


5. ③ 평균 확산 거리 (Diffusion Length)정상상태에서 재결합 농도 감소하며 이동 가능한 `평균 거리` (확산전류와 관계됨)
     
     - 비 평형상태 하에서 과잉 캐리어확산현상에 따른 공간적 불균일 분포 길이를 나타냄

  ㅇ 2계 미분방정식 표현
     


[생성,재결합] 1. 생성과 재결합 2. 재결합 3. 재결합 방식 구분
  1.   기술공통
  2.   기초과학
  3.   진동/파동
  4.   방송/멀티미디어/정보이론
  5.   전기전자공학
        1. 전기전자공학
    1.   디지털공학
    2.   신호 및 시스템
    3.   회로해석
    4.   전자기학
    5.   초고주파공학
    6.   반도체
          1. 반도체
      1.   도체 전도성
      2.   반도체 기초
      3.   반도체 재료
      4.   반도체 에너지밴드
      5.   반도체 평형상태
      6.   반도체 전하 이동
            1. 전하 이동
            2. 표동(Drift)
            3. 확산(Diffusion)
            4. 확산 계수
            5. 연속방정식,확산방정식
            6. 확산 전류
            7. 과잉 반송자
            8. 쌍극 이동 방정식
        1.   생성,재결합
          1.   1. 생성과 재결합
              2. 재결합
              3. 재결합 방식 구분
      7.   반도체 접합
      8.   다이오드
      9.   트랜지스터
      10.   집적공정
    7.   전자회로
    8.   전기공학
    9.   자동제어
    10.   전자공학(기타일반)
  6.   통신/네트워킹
  7.   정보기술(IT)
  8.   공업일반(기계,재료등)
  9.   표준/계측/품질
  10.   기술경영

 
        최근수정     요약목록     참고문헌