Учебное пособие по курсам «Фотоэлектрические явления в полупроводниках» и«Фотоэлек­трические явления в полупроводниках и полупроводниковых наноструктурах»

dx
эквивалентной ёмкости. В [42] была указана возможность реализации на обед­нённом контакте металл - квазимонополярный фотопроводник (/— < 0 ) индук-
dx
тивного характера реактивности. В однородном фотопроводнике реактивная составляющая импеданса может носить индуктивный характер, если наблюда­ется ударная ионизация ловушек [43] (гл. 4).
Решая систему уравнений для случая подвижной неоднородности, можно получить выражение для эквивалентных параметров. Зададим, как мы это часто делали и раньше, координатную зависимость скорости фотогенерации в виде экспоненты е'^а и возьмём следующую её аппроксимацию:
е-^т*(1 + 2 ссх)¹'² (4.24)
Из решения соответствующей системы уравнений [60, 61] получим сле­дующую зависимость эквивалентных параметров образца:

a
(4.25)

1-7
s(®T_0a)²
4щ²/м₀ (со²(т_0а)² +1)

ат,

0(7

(4.26)

qn₀ (со² (т_0а)² +1)

С_э= - jC_r

Здесь R_CT=d/q^n₀ - стационарное сопротивление образца (ш=0), т_0а - время жизни в объеме фотопроводника, C_r=e/4%d - геометрическая ёмкость образца.
Как видно из (4.25) и (4.26), при j>0 эквивалентное сопротивление и эк­вивалентная ёмкость продольного фоторезистора могут стать отрицательными. Для того, чтобы отрицательным стало эквивалентное сопротивление, необхо­димо, чтобы

(
(4.27)

>1
У(<УТоа)²в qn₀[(a>6)² +1]

Знак же эквивалентной ёмкости здесь определяется знаком стационарного тока. Это связано с тем, что при выводе (4.25) и (4.26) мы пренебрегли током смещения и поэтому в окончательных выражениях отсутствует геометрическая ёмкость образца, которая и определяется этим током. Следовательно, в реаль­ном случае эквивалентная ёмкость, описываемая (4.26), будет проявлять не не­посредственно, а на фоне геометрической ёмкости, и для того чтобы общая эк­вивалентная ёмкость стала отрицательной, необходимо, чтобы

qn₀[(&T_0a)² +1]
Физические причины, обусловливающие возможность смены знака у ак­тивной и реактивной составляющих импеданса фотопроводника, были рас­смотрены ранее. В данном случае мы пренебрегаем знаком смещения и тем са­мым не учитываем конечность скорости затягивания свободных носителей пе­ременным электрическим полем.
Результаты этой главы имеют применение не только к неоднородным фо­топроводникам, но и к неоднородным полупроводникам вообще. В настоящее время неоднородное легирование полупроводников широко применяется в тех­нологии полупроводниковых приборов. В качестве примера можно привести неоднородное распределение примеси на базе дрейфового транзистора.
Результаты, приведённые в этой главе, показывают, что импеданс неод­нородного полупроводника может состоять как из положительных, так и из от­рицательных действительных и мнимых части. Анализ отрицательной действи­тельной части импеданса (отрицательного сопротивления) выходит за рамки нашей основной тематики. Что касается отрицательной ёмкости (квазииндук­тивности) то, как мы уже убедились, она может быть получена как при учете особого поведения уровней в запрещенной зоне (см. главу 3), так и без такого учёта [60].
Этот вывод представляет интерес в том отношении, что позволяет в неко­торых случаях отделить специфическое влияние глубоких центров на импеданс от влияния пространственных (макроскопических) неоднородностей. Такая возможность, предоставляемая при исследовании фотоэлектрического эффекта, тем более ценна, что глубокие центры благодаря явлению компенсации часто входят в состав макроскопических областей, образующих в кристалле другую фазу (преципитат).
В заключение заметим, что поведение импеданса при освещении не очень точно характеризуется термином «фотоемкостный эффект» получившим рас­пространение в последнее время. Более точным было бы название «фотоимпе- дансный эффект».
В последние годы вновь проявляется интерес к фотоиндуктивному эф­фекту. В работе [70] экспериментально исследованы импульсные свойства фо­тоиндуктивного элемента на основе кристалла и сделан вывод о влиянии на ха­рактер импеданса фотозапорного контакта, как это было теоретически предска­зано в [42].
Индуктивный характер импеданса при освещении обнаружен в кремние­вых солнечных элементах [71].

6. 
   Применение к биполярному транзистору
   

Как объяснить (качественно) процессы в дрейфовом транзисторе с использованием пред­ставлений jgradtsn < 0 ⁹






При таком легировании и смещении (полярность) наступает «индуктивность» в базе.

«