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Abstract

The carrier transport in inhomogeneous solids is reevaluated in respect to the differences between a built-in field within a space charge region and an external field, and related to differences in carrier redistribution and carrier heating, resulting in a different field-dependence of the mobility. With the assistance of electrostatic and electrochemical potential distributions the regions of substantial carrier heating can be identified as regions in which the current is carried by diffusion only (DO), or by drift only (DRO) in forward (or low reverse), and in high reverse bias respectively, and are distinguished from the region of a major electrostatic potential drop (Boltzmann region) in which the net current is small compared to drift and diffusion. In junction devices major carrier heating does only occur in DO- and DRO regions, and only for minority carriers.

Ladungstransport in Inhomogenen Halbleitern bei hohen Feldstärken

Unter Berücksichtigung des Unterschieds zwischen einem internen Feld in einem Raumladungsgebiet und einem externen Feld wird der Ladungsträgertransport im inhomogenen Festkörper unter Beachtung der Möglichkeiten der Ladungsträgerumverteilung oder -erwärmung, die zu einer unterschiedlichen Feldstärkenabhägigkeit der Beweglichkeit führen, behandelt. Mit Hilfe von elektrostatischen und elektrochemischen Potentialverteilungen können die Gebiete intensiver Ladungsträgererwärmung als solche identifiziert werden, in denen der Strom nur aus entweder einer Diffusionskomponente (DO) bei treibender oder auch kleiner Gegenspannung oder einer Driftkomponente (DRO) bei hoher Gegenspannung besteht, und die verschieden von Gebieten mit einem wesentlichen elektrostatischen Potentialabfall (Boltzmannbereich) sind, in welchem der Nettostrom klein, ist im Vergleich zu Drift und Diffusion. In Übergangsbereichen tritt wesentliche Ladungsträgererwärmung nur in DO- und DRO-Gebieten und nur an Minoritätsladungsträgern auf.