Физика проводников и диэлектриков. Плотников В.П. - 42 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

называются акцепторными и располагаются в запрещенной зоне вблизи от верха валентной зоны (рис.
5.4, б).
В результате электроны германия связываются с атомами примеси и в создании электропроводности
участия не принимают. Носителями заряда в данном случае являются дырки. Возникает дырочная проводи-
мость (р-типа).
5.4 ФОТОПРОВОДИМОСТЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВ
Фотопроводимостью называется явление изменения электропроводности полупроводника под
действием падающего на него света.
Удельная электрическая проводимость полупроводника складывается из двух составляющих:
тсв
σ
+
σ
=
σ
, (5.3)
где
св
σ – проводимость, вызванная действием освещения;
т
σ
– темновая удельная проводимость (основ-
ная проводимость, возникающая при тепловом возбуждении носителей заряда без освещения).
Под действием света, падающего на полупроводник, в последнем возникает явление внутреннего
фотоэффекта, который и обусловливает появление фотопроводимости.
Кванты света, поглощаясь веществом вызывают появление избыточных носителей заряда. Если
энергия кванта
νh равна или больше ширины запрещенной зоны E
∆
, то электроны переходят из ва-
лентной зоны в зону проводимости. Эти электроны и возникающие на месте их ухода в валентной зоне
«дырки» являются свободными и увеличивают проводимость полупроводника.
Однако возбужденный электрон может оставаться связанным с «дыркой», образуя пару, называе-
мую экситоном. Их возникновение в проводнике не увеличивает количество носителей заряда, так как
экситоны электрически нейтральны. Но при столкновениях с фононами и другими несовершенствами
кристалла они способны либо аннигилировать, либо разорваться на два носителя заряда – электрон и
«дырку». В последнем случае возникает фотопроводимость.
Если в полупроводнике имеются примеси, то световые кванты способны возбуждать их электроны,
переводя последние либо с донорных уровней в зону проводимости, либо из валентной зоны на акцеп-
торные уровни. Энергия возбуждающего кванта
ν
h при этом должна быть больше или равна энергии
активации атомов примеси
п
E∆ .
В обобщенной форме для собственной и примесной проводимости приведенные выше условия
можно записать как
Eh
∆
≥
ν
, (5.4)
откуда, аналогично явлению внешнего фотоэффекта, следует наличие красной границы внутреннего
фотоэффекта:
h
E
∆
=ν
кр
, (5.5)
где
−ν
кр
минимальная частота падающего света, при которой еще возможен внутренний фотоэффект.
Данное условие можно записать и для максимальной длины волны:
E
ch
∆
=λ
кр
. (5.6)
Явление фотопроводимости используется в фотосопротивлениях (фоторезисторах), изготовленных
из различных полупроводниковых материалов. Их преимуществом по сравнению с вакуумными фото-
элементами, действие которых основано на явлении внешнего фотоэффекта, является высокая световая
чувствительность
Фd
dI
(изменение силы тока при изменении светового потока на единицу). Так, у селе-
но-кадмиевых фоторезисторов она в 10
5
раз выше.
Недостаток фоторезисторов – их инерционность.
3 ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ТЕЛ

Страницы