Фотопроводимость полупроводников

P-n переход в режиме генерации фотоЭДС (разомкнутый p-n переход)

• Фотовольтаический эффект - появление фотоЭДС на выводах p-n перехода при его освещении.
• При освещении в p+-n переходе появляется фототок jф, направление которого совпадает с направлением обратного теплового тока j0. В свою очередь снижение потенциального барьера в переходе на величину Uхх приводит к увеличению диффузионного тока jдиф неосновных носителей заряда через p+-n переход. Для величины этого тока получим соотношение

• , (6)

• где j0 – обратный тепловой ток p-n перехода.

Поскольку через изолированный полупроводник ток проходить не должен, между диффузионным и дрейфовым токами устанавливается динамическое равновесие:

• Поскольку через изолированный полупроводник ток проходить не должен, между диффузионным и дрейфовым токами устанавливается динамическое равновесие:
• jдиф=jф + j0. (7)
• При коротком замыкании внешних выводов p+-n перехода из выражений (6) и (7) следует, что величина фототока равна
• . (8)
• При фиксированном значении освещенности поверхности полупроводникового перехода значение фототока jф является параметром.
• При разомкнутых выводах p+-n перехода на выводах появляется фотоЭДС Uф=Uхх, величина которой рассчитывается из соотношения (8):
• (9)

На горизонтальной оси графиков отложе- ны значения напряже- ния холостого хода Uхх, возникающего на разо- мкнутых выводах фото- диода (Rн=∞). По верти- кальной оси отложены значения фототока Iф, протекающего в цепи при коротком замыкании вы-водов фотодиода (Rн= 0 Ом).

• ВАХ фотодиода, работающего в фотовольтаическом режиме

• На горизонтальной оси графиков отложе- ны значения напряже- ния холостого хода Uхх, возникающего на разо- мкнутых выводах фото- диода (Rн=∞). По верти- кальной оси отложены значения фототока Iф, протекающего в цепи при коротком замыкании вы-водов фотодиода (Rн= 0 Ом).