Фоторезистивный эффект

Существование собственного и примесного поглощения в полупроводниках приводит к тому, что концентрация подвижных носителей заряда в полупроводнике увеличивается на величину или , или того и другого одновременно, а значит и возрастает его проводимость

.

Здесь – проводимость полупроводника после облучения, , – концентрации электронов и дырок до облучения, а и – концентрации неравновесных носителе в результате облучения.

Изменение электропроводности полупроводника под действием света называют фотопроводимостью. Ее нетрудно вычислить, вычтя из общей проводимости начальную , до облучения

.

Из уравнения видно, что фотопроводимость полупроводника определяется неравновесными носителями заряда.

На рис. 8 нашли отражение процессы, происходящие в полупроводнике при воздействии на него прямоугольного светового импульса.

Рис. 8. Изменение концентрации носителей заряда в полупроводнике под воздействием импульса света.

Так, при включении светового потока концентрация неравновесных носителей заряда (например, электронов ) будет возрастать по экспоненциальному закону

,

где – время жизни носителей заряда.

На рис. 8 видно, что значение сначала быстро увеличивается, благодаря собственному и примесному поглощению, затем рост замедляется, поскольку усиливаются рекомбинационные процессы (возросло количество электронно-дырочных пар). В конечном итоге между процессами фотогенерации и рекомбинации устанавливается равновесие, и достигает своего стационарного значения

.

После выключения светового потока концентрация неравновесных носителей заряда описывается уравнением

,

из которого следует, что она уменьшается со временем, благодаря процессам рекомбинации носителей заряда. В конце этого процесса проводимость полупроводника характеризуется равновесной концентрацией, которая была до облучения. Аналогично ведет себя и фотопроводимость полупроводника . Явление постепенного изменения при включении и выключении светового потока называют релаксацией фотопроводимости.

Дата добавления: 2014-10-17