Методические указания к лабораторным работам по курсу общей физики (Оптика и атомная физика). Часть 2. Либерман З.А - 20 стр.

                                  20
инерционностью, т.е. фототок не сразу достигает своего значения,
соответствующего данной освещенности. На рис.6 показано, что когда
освещенность Е носит характер прямоугольных импульсов, фототок J
принимает соответствующее значение лишь через некоторый промежуток
времени. Инерционность фотосопротивлений объясняется тем, что
электроны, освобожденные светом , находятся в свободном состоянии в
течение короткого отрезка времени τ (называемого временем жизни
фотоэлектронов), по истечении которого они рекомбинируют с дырками.
     На внутреннем фотоэффекте основана еще одна разновидность
фотоэлемента – полупроводниковый фотоэлемент с запирающим слоем или
вентильный фотоэлемент. Схема этого фотоэлемента приведена на рис.7.
Эти фотоэлементы основаны на использовании контакта двух
полупроводников р и n – типа, или р – полупроводника
и металла.     Так как в первом из них велика               E −+
концентрация дырок, а во втором – концентрация              р −+ n
свободных электронов, то через поверхность                  + −+ −
соприкосновения      полупроводников      происходит
диффузия дырок из р – полупроводника в n –                     Г
полупроводник (р→n) и в обратном направлении
(n→р). В результате пограничный слой со стороны р –           Рис.7
полупроводника заряжается отрицательно, а со
стороны n – полупроводника – положительно, т.е. в зоне контакта
образуется «двойной электрический слой». Возникающее в этом слое поле
напряженностью Е будет, очевидно, препятствовать дальнейшему переходу
дырок и электронов. В итоге при определенном значении напряженности Е
установится равновесие: прекратятся преимущественные перемещения
дырок и электронов в указанных направлениях. При нормальной
температуре этот слой имеет очень большое сопротивление для переходов
дырок в направлении р→n и электронов в направлении n→р. Поэтому этот
пограничный слой называется запирающим. При освещении р –
полупроводника в нем, благодаря внутреннему фотоэффекту, появятся
свободные электроны. Проходя (в процессе хаотического движения) через
запирающий слой в n – полупроводник (или металл) и не имея возможности
перемещаться в обратном направлении, эти электроны образуют в n –
полупроводнике избыточный отрицательный заряд. Полупроводник,
лишенный части «своих» электронов, приобретает положительный заряд.
Разность потенциалов (порядка 0,1 В) или так называемая фото-э.д.с.,
возникающая между полупроводниками р и n – типа, создает ток в цепи
фотоэлемента.
     В таких фотоэлементах происходит непосредственное преобразование
энергии света в электрическую энергию и для их работы не требуется
внешний источник тока.

                        Описание установки
     Блок-схема лабораторного макета для изучения           некоторых
характеристик фотосопротивления приведена на рис.8.