Фотопроводимость полупроводников

Полупроводниковые приемники излучения.

Работа полупроводниковых приемников излучения основана на явлении внутреннего фотоэффекта в полупроводниках. Внутренний фотоэффект обусловлен возникновением дополнительной фотопроводимости в полупроводниках при поглощении ими оптического излучения, что приводит к генерации в объеме полупроводника избыточных свободных носителей заряда .

Поглощение излучения полупроводником возможно только в случае, когда энергия фотонов падающего излучения превышает некоторое пороговое значение. Если пороговая энергия соответствует ширине запрещенной зоны полупроводника, то возникает собственное поглощение, если энергии активации примесных уровней, то возникает примесное поглощение. В полупроводниках в принципе возможны и другие виды поглощения, однако фотопроводимость возникает только при собственном и примесном поглощениях. Фотопроводимость, обусловленная собственным поглощением, называется собственной фотопроводимостью, при примесном поглощении – примесной фотопроводимостью.

Общую проводимость полупроводника с учетом добавочной фотопроводимости можно записать в виде:

,

где - проводимость, вызванная равновесными носителями тока , его часто называют темновой проводимостью, а

(15.4)

- фотопроводимость, обусловленная неравновесными избыточными носителями заряда , μ_п и μ_р – подвижности соответственно электронов и дырок, q – заряд электрона.

Стационарные (установившиеся) значения возбужденных светом свободных носителей заряда D n _ст и D р _ст определяются выражениями:

и , (15.5)

где - интенсивность падающего излучения, - коэффициенту поглощения, b - коэффициент пропорциональности, называется квантовым выходом и он показывает число пар носителей заряда, образуемых одним поглощенным квантом света, – время жизни неравновесных электронов и дырок.Подставив (15.5) в (15.4), получим выражение для стационарной фотопроводимости:

, (15.6)

используемое для расчета токов в приемниках излучения.

Дата добавления: 2015-05-06