Физические основы микроэлектроники. Попов В.Ф. - 53 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

выполнить для примесных. Если оно выполнено, то число носителей (или пар носителей при собственном поглощении),
генерируемых светом в единицу времени в чувствительном элементе при
max
λ
<
λ
, будет равно
ω
η−
=
h
)( rN
G
1
0
, (10.15)
где η – квантовый выход внутреннего фотоэффекта, равный числу носителей (пар носителей), рождаемых в среднем каждым
поглощенным фотоном. Он может быть больше 1, если при поглощении одного фотона высокой энергии рождается две и
более электронно-дырочные пары, и меньше 1, если часть фотонов поглощается свободными носителями заряда.
Рис. 49 Схема устройства и включения в
цепь фоторезистора
Под действием напряжения V, приложенного к фоторезистору, созданные светом носители заряда совершают дрейф и
создают в цепи ток, который называют фототоком
ф
I
. Его легко определить из следующих соображений. Каждый носитель
заряда за время своей жизни проходит через резистор
пр
t/τ
раз, где
пр
t
– время пролета, или, точнее, время дрейфа
носителя через резистор. Оно равно длине чувствительного элемента резистора, деленной на скорость дрейфа
д
v
ξ
==
U
ll
t
д
пр
v
,
(10.16)
где и – подвижность носителей. Сила фототока
ф
I
равна числу носителей G, ежесекундно генерируемых в полупроводнике
под действием света, умноженному на
пр
t/τ и заряд электрона q
22
пр
ф
l
NuVq
l
VqG
t
qG
I
∆
=
τ
=
τ
=
, (10.17)
где τ=∆ GN – число избыточных носителей в фоторезисторе. Если свет генерирует пару носителей, то вместо и следует
писать сумму подвижностей
pn
uu + .
Подставив в (10.17) G из (10.15), получим
Vu
hcl
qrW
l
uVqrW
I λητ
−
=
ω
ητ−
=
2
0
2
0
ф
11)()(
h
. (10.18)
Отношение
Vu
hcl
rq
W
I
λητ
−
=
2
0
ф
1)(
(10.19)
характеризует чувствительность фоторезистора. Она прямо пропорциональна длине волны падающего света (вплоть до
max
λ ), приложенному напряжению V, времени жизни носителей τ и их подвижности и и обратно пропорциональна квадрату
длины чувствительного элемента фоторезистора.
Время жизни носителей τ определяет не только чувствительность, но и инерционность фоторезистора: чем больше τ,
тем выше чувствительность, но тем выше и инерционность прибора. Действительно, рассмотрим, например, характер спада
фотопроводимости фоторезистора после выключения источника света (рис. 50). Вследствие протекания процесса
рекомбинации концентрация избыточных носителей убывает по закону
Рис. 50 Кривая нарастания фотопроводимости при
облучении полупроводника светом и спада

Страницы