Методические указания к лабораторным работам по курсу общей физики (Оптика и атомная физика). Часть 2. Либерман З.А - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

18
спектральная чувствительность близка к спектральной
чувствительности человеческого глаза .
Недостатком полупроводниковых фотоэлементов является их
заметная инерционность: изменение силы фототока запаздывает
относительно изменения освещенности фотоэлемента . Поэтому
полупроводниковые элементы непригодны для регистрации
быстропеременных световых потоков .
Рассмотрим более подробно с точки зрения зонной теории процессы ,
происходящие в полупроводниковых фотоэлементах. Известно, что в
диэлектрике и беспримесном полупроводнике зона проводимости не
содержит электронов , а лежащая ниже валентная зона целиком заполнена
электронами. Величина энергии, численно равная ширине запрещенной
зоны Е
а
, называется энергией активации проводимости вещества. Если
h ν≥Е
а
, то при поглощении кванта света (фотона ) электрон может перейти в
зону проводимости (рис .2). Таким образом, под действием света в зоне
проводимости появляются электроны , а в
валентной зоне – дырки. Движение их под
действием внешнего электрического поля создает
электрический ток. Очевидно, что концентрация
электронов проводимости и дырок, а,
следовательно, и электропроводность вещества
пропорциональны числу фотонов , падающих на
единицу поверхности вещества за единицу
времени, т.е. интенсивности монохроматического
света .
В примесных полупроводниковых с
небольшим содержанием примесей вероятность
поглощения фотонов света электронами
примесных атомов невелика . Поэтому изменение
проводимости под действием света также в основном связано с перебросом
электронов из валентной зоны в зону проводимости и образованием пар
разноименных носителей – электронов и дырок. Однако характер
фотопроводимости различен для полупроводников n и р – типа .
В электронном полупроводнике (рис .3а) имеются примесные и
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Е
а
h
ν
Валентная
зона
Зона прово-
димости
Е
Рис .2
•
•
•
•
•
•
•
Е
а
h
ν
Валентная
зона
Зона прово-
димости
Е
Рис .3
•
•
•
•
•
•
n
2
1
a)
•
•
•
•
•
•
•
•
Е
а
h
ν
Валентная
зона
Зона прово-
димости
Е
б )
p
•
•
•
2
1
                                      18
спектральная        чувствительность близка         к       спектральной
чувствительности человеческого глаза.
      Недостатком полупроводниковых фотоэлементов является их
заметная инерционность: изменение силы фототока запаздывает
относительно      изменения      освещенности    фотоэлемента.    Поэтому
полупроводниковые        элементы      непригодны     для      регистрации
быстропеременных световых потоков.
      Рассмотрим более подробно с точки зрения зонной теории процессы,
происходящие в полупроводниковых фотоэлементах. Известно, что в
диэлектрике и беспримесном полупроводнике зона проводимости не
содержит электронов, а лежащая ниже валентная зона целиком заполнена
электронами. Величина энергии, численно равная ширине запрещенной
зоны Еа, называется энергией активации проводимости вещества. Если
hν≥Еа, то при поглощении кванта света (фотона) электрон может перейти в
зону проводимости (рис.2). Таким образом, под действием света в зоне
                          проводимости появляются электроны, а в
      Зона прово-         валентной зоне – дырки. Движение их под
       димости            действием внешнего электрического поля создает
Е                         электрический ток. Очевидно, что концентрация
                          электронов     проводимости    и     дырок,    а,
       •                  следовательно, и электропроводность вещества
       •      hν          пропорциональны числу фотонов, падающих на
                     Еа
                          единицу поверхности вещества за единицу
       •     •            времени, т.е. интенсивности монохроматического
          •    •          света.
        •    •
                •                В   примесных    полупроводниковых       с
       Валентная          небольшим содержанием примесей вероятность
Рис.2     зона            поглощения      фотонов    света    электронами
                          примесных атомов невелика. Поэтому изменение
проводимости под действием света также в основном связано с перебросом
электронов из валентной зоны в зону проводимости и образованием пар
разноименных носителей – электронов и дырок. Однако характер
фотопроводимости различен для полупроводников n и р – типа.
      В электронном полупроводнике (рис.3а) имеются примесные и
                   Зона прово-                           Зона прово-
                    димости                               димости
           Е                                       Е

                          •
               n    • •                                          1•
                                                                         hν Еа
                        1 • hν                          2•
                   2•            Еа
                                                       p •     •
                   •      •                                     • •
                      •     •                                •    •
                    •     •                                •    •
                       •    •                                     •
                   Валентная                              Валентная
                      зона                                   зона   б)
                            a)         Рис.3

Страницы