Основы полупроводниковой электроники. Яровой Г.П - 71 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

141
Зависимость
()
νk для длинноволновой границы связана с
типом полупроводника. По мере увеличения длины волны
появляется участок, соответствующий примесному (2), экси-
тонному (3) поглощению и поглощению оптическими коле-
баниями решетки. Область 5 – поглощение свободными но-
сителями заряда. На рис. 9.2, б дана спектральная зависи-
мость фототока. Видно, что вклад в фототоке дают только
фотоактивные процессы. Наиболее ярко выраженная полоса
собственного поглощения (участок 1, рис. 9.2, б) должна
иметь длинноволновую границу, когда
g
E=νh . Измерение
этой границы в принципе дает возможность определить ши-
рину запрещенной зоны полупроводника.
Полупроводниковая пластина или пленка с двумя омиче-
скими контактами на концах может быть использована в ка-
честве фоторезистора. Для спектрального диапазона, исполь-
зующегося в оптоэлектронике (видимая и близкая инфра-
красные области), фоторезисторы изготавливаются на основе
материалов типа
IVII
BA (Zn S, ZnSe, CdS и др.) и кремния,
легированного различными примесями. Интегральная чувст-
вительность таких фоторезисторов составляет 0.1-10 а/лмв.
Основным недостатком материала
IVII
BA , используемого в
качестве приемников излучения, является сравнительно
большая инерционность, ограничивающая их применение в
миллисекундном диапазоне. Инерционность связана со вре-
менем жизни возбужденных светом свободных носителей:
чем больше время жизни, тем больше инерционность.
9.1.2. Фотоэффект в p−n-переходе
При освещении p–n-перехода или прилегающих к нему
областей светом, способным вызвать генерацию электронно-
дырочных пар, через переход протекает ток, называемый пер-
вичным фототоком. Этот эффект называют фотогальвани-
ческим. Рассмотрим его физическую природу. На рис. 9.3, а
показан p−n-переход, n-область которого освещается свето-
142
вым потоком мощностью
p
W , вызывающим генерацию элек-
тронно-дырочных пар. Число g таких пар, ежесекундно по-
являющихся в полупроводнике, определяется выражением
ω
η
h
k
Wg
p
= .
Рис. 9.3. Фотоприемник с p–n-переходом: а – струк-
тура и схема включения, б – энергетическая
диаграмма вентильного фотоэлемента
В зависимости от соотношения между глубиной проник-
новения света в полупроводнике, расстояния до слоя объем-
ного заряда p–n-перехода и толщины этого слоя свет погло-
щается в основном в освещенной области p–n-перехода, в
слое пространственного заряда. Предположим для опреде-
ленности, что свет поглощается в узком слое у поверхности,
от которого носители диффундируют соответственно в глубь
полупроводника.
Если p–n-переход расположен на глубине La < (где
L
−
диффузионная длина), то значительная часть носителей дой-
дет до области объемного заряда перехода. Электроны, по-
дошедшие к p–n-переходу, подхватываются контактным по-

Страницы