Составители:
Рубрика:
8
этом концентрация носителей (и проводимость полупроводника) становится больше
равновесной. Такой процесс называется внутренним фотоэффектом (в отличие от внешнего
фотоэффекта при внутреннем фотоэффекте электрон не вылетает нар ужу). Разрыв электронной
связи осуществляется одним квантом света (фотоном), энергия которого Е
ф
=h
ν
(
ν
- частота света,
h - постоянная Планка) должна превышать значение Е
g
. Следовательно, у внутреннего
фотоэффекта имеется "красная граница": частота изл учения должна превышать
ν
0
=E
g
/h, а длина
волны быть меньше, чем
λ
0
=с/
ν
0
. Для кремния
λ
0
= 1,1 мкм, что больше, чем длина волны
видимого света (примерно от 0,4 до 0,7 мкм).
При освещении р-n-перехода образуются дополнительные электронно-дырочные пары. При
достаточном освещении они могут существенно увеличить концентрацию неосновных носителей,
которых было мало, практически не изменяя в процентном отношении количество основных
носителей. При этом к существовавшему в темноте ток у неосновных носителей –I
s
добавляется
фототок –I
ф
, протекающий в том же направлении. Добавим в формулу (6) фототок и получим
выражение для ВАХ освещенного р-n-перехода
I= I
s
(е
qU/(kT)
-1)-I
ф
. (9)
Из (9) видно, что ВАХ освещенного р-n-перехода (кривая 1 на рис. 6) получается сдвигом кривой
2 для неосвещенного перехода вниз на значение I
s
. Если на р-n-переход подать обратное смещение
больше 1 В, ток основных носителей прекратится, останутся ток насыщения -I
s
и фототок -I
s
(в
формуле (9) при этом экспоненциальный член обратится в ноль): I=-I
s
-I
ф
. Оп уская знаки "минус",
выразим из последней формулы фототок:
I
ф
= I - I
s
. (10)
Рис. 6
Фототок равен разности тока и тока I
s
называемого в данном случае темновым током. При
достаточно большой освещенности темновой ток может составлять пренебрежимо малую долю
полного тока. Электронно-дырочный переход, специально изготовленный для детектирования
света и работающий при обратном смещении, называется фотодиодом. Это простой и удобный
приемник света, фототок которого пропорционален освещенности Е.
ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОИ УСТАНОВКИ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАВОТЫ
8
этом концентрация носителей (и проводимость полупроводника) становится больше
равновесной. Такой процесс называется внутренним фотоэффектом (в отличие от внешнего
фотоэффекта при внутреннем фотоэффекте электрон не вылетает наружу). Разрыв электронной
связи осуществляется одним квантом света (фотоном), энергия которого Еф =hν(ν - частота света,
h - постоянная Планка) должна превышать значение Еg. Следовательно, у внутреннего
фотоэффекта имеется "красная граница": частота излучения должна превышать ν0=Eg/h, а длина
волны быть меньше, чем λ0=с/ν0. Для кремния λ0 = 1,1 мкм, что больше, чем длина волны
видимого света (примерно от 0,4 до 0,7 мкм).
При освещении р-n-перехода образуются дополнительные электронно-дырочные пары. При
достаточном освещении они могут существенно увеличить концентрацию неосновных носителей,
которых было мало, практически не изменяя в процентном отношении количество основных
носителей. При этом к существовавшему в темноте току неосновных носителей –Is добавляется
фототок –Iф, протекающий в том же направлении. Добавим в формулу (6) фототок и получим
выражение для ВАХ освещенного р-n-перехода
I= Is(еqU/(kT)-1)-Iф . (9)
Из (9) видно, что ВАХ освещенного р-n-перехода (кривая 1 на рис. 6) получается сдвигом кривой
2 для неосвещенного перехода вниз на значение Is. Если на р-n-переход подать обратное смещение
больше 1 В, ток основных носителей прекратится, останутся ток насыщения -Is и фототок -Is (в
формуле (9) при этом экспоненциальный член обратится в ноль): I=-Is-Iф. Опуская знаки "минус",
выразим из последней формулы фототок:
Iф = I - Is. (10)
Рис. 6
Фототок равен разности тока и тока Is называемого в данном случае темновым током. При
достаточно большой освещенности темновой ток может составлять пренебрежимо малую долю
полного тока. Электронно-дырочный переход, специально изготовленный для детектирования
света и работающий при обратном смещении, называется фотодиодом. Это простой и удобный
приемник света, фототок которого пропорционален освещенности Е.
ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОИ УСТАНОВКИ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАВОТЫ
