Оптическая и квантовая электроника. Светцов В.И. - 67 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ИГХТУ | Иваново

Составители: 

Рубрика: 

70
дешевизну изготовления, широкий диапазон номиналов сопротивлений,
возможность формирования фоточувствительных элементов сложной
конфигурации. Основные недостатки - значительная инерционность,
температурная и временная нестабильность параметров, сравнительно большой
темновой ток.
2.3.3. Фотоэлектрический эффект в n-р-переходе
Рассмотрим идеализированный n-р переход, облучаемый светом с
энергией фотонов, превышающей ширину запрещенной зоны полупроводника.
При собственном поглощении в переходе и прилегающих к нему областях
происходит образование неравновесных носителей заряда, которые
разделяются полем n-р перехода. Под действием этого поля дырки переходят в
p-область, а электроны - в n-область полупроводника.
Процессу разделения подвержены только те носители заряда, которые
генерируются под действием света в самом n-р переходе и на расстоянии от
него порядка диффузионной длины неосновных носителей. При этом через
переход течет ток неравновесных неосновных носителей заряда, так как
неравновесные основные носители не могут преодолеть потенциальный барьер
перехода и остаются в области генерации. В результате разделения оптически
генерируемых носителей концентрация дырок в р-области и электронов в n-
области возрастает, что приводит к компенсации объемного заряда и,
следовательно, уменьшению потенциального барьера на переходе.
Это приводит к увеличению диффузионного тока основных носителей
заряда, направленного навстречу фототоку. В стационарном состоянии при
постоянном световом потоке ток диффузии равен дрейфовому току:
I = I
дф
- I
ф
- I
о
= 0 (2.5)
Потенциальный барьер снижается на величину фотоЭДС, которая при
разомкнутой внешней цепи называется напряжением холостого хода.
Тогда
I
ф
= I
о
(exр[U
хх
/ϕ
т
] - 1) (2.6)
Или
U
хх
= ϕ
т
ln(1 + I
ф
/I
о
) (2.7)
В этих уравнениях
I
дф
- диффузионный ток основных носителей заряда,
I
ф
- фототок,
I
о
- тепловой ток через переход
ϕ
т
- контактная разность потенциалов 
дешевизну изготовления, широкий диапазон номиналов сопротивлений,
возможность формирования фоточувствительных элементов сложной
конфигурации. Основные недостатки - значительная инерционность,
температурная и временная нестабильность параметров, сравнительно большой
темновой ток.
                 2.3.3. Фотоэлектрический эффект в n-р-переходе
      Рассмотрим идеализированный n-р переход, облучаемый светом с
энергией фотонов, превышающей ширину запрещенной зоны полупроводника.
При собственном поглощении в переходе и прилегающих к нему областях
происходит образование неравновесных носителей заряда, которые
разделяются полем n-р перехода. Под действием этого поля дырки переходят в
p-область, а электроны - в n-область полупроводника.
      Процессу разделения подвержены только те носители заряда, которые
генерируются под действием света в самом n-р переходе и на расстоянии от
него порядка диффузионной длины неосновных носителей. При этом через
переход течет ток неравновесных неосновных носителей заряда, так как
неравновесные основные носители не могут преодолеть потенциальный барьер
перехода и остаются в области генерации. В результате разделения оптически
генерируемых носителей концентрация дырок в р-области и электронов в n-
области возрастает, что приводит к компенсации объемного заряда и,
следовательно, уменьшению потенциального барьера на переходе.
      Это приводит к увеличению диффузионного тока основных носителей
заряда, направленного навстречу фототоку. В стационарном состоянии при
постоянном световом потоке ток диффузии равен дрейфовому току:
      I = Iдф - Iф - Iо = 0                                        (2.5)
      Потенциальный барьер снижается на величину фотоЭДС, которая при
разомкнутой внешней цепи называется напряжением холостого хода.
      Тогда
      Iф = Iо(exр[Uхх/ϕт] - 1)                                     (2.6)
      Или
      Uхх = ϕт ln(1 + Iф/Iо)                                       (2.7)
      В этих уравнениях
      Iдф - диффузионный ток основных носителей заряда,
      Iф - фототок,
      Iо - тепловой ток через переход
      ϕт - контактная разность потенциалов
                                   70

Страницы