Фотопроводимость полупроводников

Фотоэлектрические явления в полупроводниках

• Литература:
• http://dssp.petrsu.ru/sources.shtml

Фотопроводимость полупроводников

• Добавочная проводимость, приобретаемая полупроводником при облучении светом называется фотопроводимостью. Эффект фото проводимости часто называют внутренним фотоэффектом или фоторезистивным эффектом, поскольку в результате освещения электросопротивление полупроводника падает.

• На основе фоторезистивного эффекта созданы полупроводниковые радиокомпоненты, предназначенные для регистрации светового излучения по величине фотопроводимости, называемые фоторезисторами.
• Чувствительный элемент фоторе зистора представляет собой пленку монокристаллического или поликриста-ллического полупроводника с двумя омическими контактами, нанесенную на диэлектическое основание (рис.1)

• Значение удельной фотопроводимости можно определить из выражения:
• ∆σф=q (∆n μn+ ∆p μ p), (1)
• где q -заряд электрона; μn, μp - подвижности электронов и дырок в полупроводнике, соответственно;
• ∆n=nф-nо, ∆p=pф-pо - избыточные (неравно весные) концентрации электронов и дырок в полупроводнике, возбужденном светом; nо, pо - равновесные концентрации сво- бодных носителей заряда; nф, pф - общие концентрация электронов и дырок.

• Удельная фотопроводимость

Фототок

• Под действием напряжения, приложенного к фоточувствительному полупроводниковому элементу, созданные светом носители заряда совершают дрейф и создают в замкнутой электрической цепи ток, который называют фототоком Jф. Спектральная зависимость фототока совпадает со спектром поглощения полупроводника и, в общем случае, имеет вид, представленный на рис. 3.

Квантовый выход внутреннего фотоэффекта

• Важной характеристикой внутреннего фотоэффекта является квантовый выход внутреннего фотоэффекта, β. Это количество пар носителей заряда, приходящихся на один поглощенный квант. В фотоэлектрически активной части оптического излучения квантовый выход чаще всего равен единице. С ростом энергии кванта света квантовый выход возрастает до 3...4 единиц. При поглощении фотонов большой энергии, соответствующей проника- ющему рентгеновскому или γ-излучению (W=10 кэВ...1 МэВ), квантовый выход возрастает до нескольких десятков.