Теория растекания тока

August 5, 2011 by admin Комментировать »

\

В работе Томпсона (Thompson, 1980) даны теоретические основы явления растекания тока в слое, расположенном под верхним контактом полоскового типа. Такая геометрия контактов характерна для полупроводниковых лазеров. На рис. 8.6, а показана схема поперечного сечения лазера полоскового типа. В структуру лазера входит слой растекания тока, расположенный выше р-п-перехода. Из соображений

Рис. 8.6. Схемы структур светодиодов со слоями растекания тока с полосковым (а) и с круглым (б) контактами

 

симметрии показана только правая половина лазера, поэтому левый край контакта на схеме соответствует центру полоскового лазера. Предполагается, что все точки х под металлическим контактом (х < Гс) обладают одинаковыми потенциалами и плотностями тока (Jo), а подложка является эквипотенциальной поверхностью. Тогда плотность тока за пределами контакта определяется выражением

 

 

 

Здесь р —удельное сопротивление слоя растекания тока, 4 —толщина этого слоя, riideai— коэффициент неидеальности вольтамперной характеристики (обычно 1,05 <riideai< 1,35).

Далее будут обсуждаться модели для двух форм контактов: полоскового (рис. 8.6, а) и круглого (рис. 8.6,6). Сначала рассмотрим случай линейного полоскового контакта. Будем считать, что ток по

 

краю области растекания тока (ж = Гс + Lg) в е раз меньше тока под металлическим контактом. Тогда напряжение на границе окна будет меньше напряжения под контактом в (riideai■ кТ)/е раз. Разность этих напряжений соответствует падению напряжения на слое растекания тока. Сопротивление слоя растекания тока в поперечном направлении определяется выражением

Рис. 8.7. Схема распределения тока в структурах со слоями растекания тока при низком (а) и высоком (б) уровне тока. При очень высоких плотностях тока растекание тока снижается, что ведет к повышению плотности тока под верхними контактами (б). Эквивалентная схема светодиода со слоем растекания

тока (в)

 

Решение 1. Длина области растекания тока определяется зависимостью Lsос ос       из которой следует, что при повышении плотности тока величина Lg

уменьшается и ток собирается под верхним контактом.

Решение 2. Интуитивное объяснение эффекта ограничения тока вытекает из эквивалентной схемы, показанной на рис. 8.7, в. При очень высоких значениях плотности тока сопротивления, представляющие р-п-переход, уменьшаются, в то время как сопротивления, соответствующие слою растекания тока, остаются неизменными. Это приводит к тому, что ток стремится идти от верхнего контакта вертикально вниз.

Источник:

 Шуберт Ф. Светодиоды / Пер. с англ. под ред. А.Э. Юновича. — 2-е изд. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. – 496 с. – ISBN 978-5-9221-0851-5.

Оставить комментарий