Фотопроводимость полупроводников

Фотогальванический эффект в p-n переходе

• Фотогальванический эффект заключа-ется в возникновении электрического тока (фототока) при освещении полупровод-никового p-n перехода, включенного в замкнутую цепь, или возникновении ЭДС на освещаемом образце при разомкнутой внешней цепи (фотоЭДС).
• Физическая природа фотогальваниче-ского эффекта связана с поглощением света полупроводником при одновремен-ной генерации подвижных носителей – электронов и дырок.

Прибор, основанный на фотогальваническом эффекте, называется фотодиодом. Основой такого прибора является мелкий (глубиной 3…5 мкм) p+-n переход в эпитаксиальной пленке Si или Ge (рис. 5, а). Небольшая глубина p+-n перехода необходима для уменьшения поглощения светового потока Ф, достигающего перехода. С целью снижения объемного сопротивления кристалла эпитаксиальная пленка n-типа проводимости выращивается на подложке сильно легированного кремния или германия n+ типа проводимости

• Прибор, основанный на фотогальваническом эффекте, называется фотодиодом. Основой такого прибора является мелкий (глубиной 3…5 мкм) p+-n переход в эпитаксиальной пленке Si или Ge (рис. 5, а). Небольшая глубина p+-n перехода необходима для уменьшения поглощения светового потока Ф, достигающего перехода. С целью снижения объемного сопротивления кристалла эпитаксиальная пленка n-типа проводимости выращивается на подложке сильно легированного кремния или германия n+ типа проводимости

Фотогальванический эффект

• Устройство и принцип действия фотодиода

Семейство ВАХ фотодиода

• Режим генерации фото ЭДС (фотовольтаический режим) осуществляется без подключе- ния внешнего напряжения. Ему соответствует квадрант 4 вольт- амперной характеристики (рис. 6). Этот режим применяется в солнечных батареях (элемен- тах).
• Фотодиодный режим реали- зуется при приложении к p-n переходу обратного напряжения смещения (квадрант 3). При последовательном подключении нагрузки между p-n переходом и источником питания, в нагрузке протекает фототок, пропорцио- нальный интенсивности осве- щения.