Распределение ННЗ по энергиям. Принцип неразличимости ННЗ и РНЗ.

При генерации носители могут иметь энергию, значительно превышающую среднюю тепловую энергию равной НЗ. Средняя энергия РНЗ = КТ. Пусть на полупроводник воздействуют кванты света с энергией превышающей ширину запрещенной зоны полупроводника на 1 эВ. Создаются поры – носители, отстающих друг от друга на энергию hv (энергия поглощенного кванта).

Оценим, за какое время электрон потеряет свою избыточность, по отношению РНЗ энергию и, какова для этого времени, в общем, время носителя.

Во время одного столкновения электрона с решеткой, в среднем теряется энергия порядка KT (при комнатной температуре = 10² эВ). Следовательно, чтобы потерять энергию в 1 эВ, нужно, чтобы произошло 100 столкновений (N =10²) . Оценим время первого столкновения:

где l – длина свободного пробега,

v – средняя тепловая скорость электрона

При комнатной температуре v = 10⁷см/с

Средняя длина свободного пробега электрона равна 10^-6 см.

Следовательно, Время релаксации энергии (отдача электроном избыточной энергии):

За 10^-11с электрон отдает свою избыточную энергию и сравнивается по энергии с темодинамическим носителем заряда.

Эта величина, как правило, намного меньше, существования носителей в различных зонах до рекомбенации. Время жизни (свободное состояние электрона) = 10^-2…10^-3с

Большую часть времени жизни ННЗ проводят в состоянии, когда они не отличаются своей средней энергией от РНЗ, в большенстве случаев распределение по энергиям РНЗ и ННЗ будет одинаковым. В этом суть неразличимости ННЗ и РНЗ.