Tecnologia della fotorivelazione basata su dispositivi a ... - Matematica

straordinaria della densità di corrente inversa, nota come “corrente di tunneling”, la quale sovrasterebbe una
qualsiasi fotocorrente utile.
Adesso esponiamo il fenomeno del breakdown a valanga (“avalanche breakdown”), con riferimento alla figura
26.
Fig. 26
Rappresentazione concettuale del breakdown a valanga (|V| poco superiore a VBD).
Supponiamo di seguire una singola lacuna (h0) che viene estratta nei pressi di xn * ed immessa nella zds*, a causa
della polarizzazione inversa. La lacuna h0, a causa della presenza del campo estraente, è accelerata lungo il suo
tragitto all’interno della zds*, ricevendo un’energia cinetica Ee elevatissima in virtù del voltaggio inverso molto
elevato (campo molto forte). L’energia Ee, che è maggiore dell’energia di ionizzazione del silicio Ei, consente alla
lacuna, non appena “urta” contro un legame covalente Si – Si (formato dalla sovrapposizione di due orbitali ibridi
sp 3 , ciascuno dei quali fornisce un elettrone di valenza), di romperlo, liberando un elettrone e1 ed una lacuna h1;
l’elettrone secondario e1 va in banda di conduzione e la lacuna secondaria h1 in quella di valenza. Quindi mentre
attraverso la superficie attiva S posta prima del legame rotto e ortogonale all’asse x fluiva un flusso Fin, associato
alla lacuna h0, una superficie S identica e parallela, posizionata dopo il legame rotto, è attraversata dal flusso Fin e
da un secondo flusso pari a PFin, il quale è associato alla lacuna termogenerata h1, dove P è la probabilità che h0
possa produrre la ionizzazione. P, compresa fra 0 ed 1 e tendente a 0 se |V| < VBD, risulta tanto maggiore quanto
maggiore è la V inversa. A sua volta h1 romperà un legame, a breve distanza dal primo, provocando una seconda
ionizzazione in cui si generano un elettrone e2 ed una lacuna h2; a quest’ultima è associato un flusso P 2 Fin. Gli
elettroni come e1 ed e2 sono chiamati “raggi delta” ed il loro comportamento è analogo a quello delle lacune h1, h2,
ecc…, salvo alcune eventuali differenze nella probabilità di produrre ionizzazioni per impatto. Il flusso di lacune
che attraversa la superficie attiva S in prossimità di –xp* è dato da:
Fout = Fin + PFin + P 2 Fin + P 3 Fin + …… + P n Fin +……
= 1 + P + P 2 + P 3 +…… =
=
=
= M
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