Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Роуз А. -> "Основы теории фотопроводимости " -> 26

Основы теории фотопроводимости - Роуз А.

Роуз А. Основы теории фотопроводимости — Мир, 1966. — 192 c.
Скачать (прямая ссылка): osnoviteoriifotoprovodimosti1966.djvu
Предыдущая << 1 .. 20 21 22 23 24 25 < 26 > 27 28 29 30 31 32 .. 49 >> Следующая


распространяется вглубь объема фотопроводника при увеличении поля. Что же препятствует этому ее распространению? Попытаемся найти ответ на этот вопрос, предположив, что заряд у катода непрерывно втягивается в объем фотопроводника и непрерывно уничтожается за счет диэлектрической релаксации.

Рассмотрим, например, элемент объема вблизи середины фотопроводника. Зарядим его отрицательно до равновесного значения, соответствующего отсутствию диэлектрической релаксации. Время, необходимое для образования заряда, равно времени пролета от катода до середины фотопроводника. Рассмотрим

V=O

теперь рассасывание наведенного заряда за счет диэлектрической релаксации за время, равное времени пролета. Если время диэлектрической релаксации мало по сравнению с временем пролета, то сохранившаяся часть заряда будет пренебрежимо малой, так как она пропорциональна ехр(—TrIiven).

Мы искусственно разделили введение и релаксацию зарядов на два последовательных процесса, чтобы подчеркнуть их конкурирующий характер. В действительности эти два процесса идут одновременно. В количественном отношении при рассмотрении последовательных процессов результат получается приближенно таким же, а именно: пространственным зарядом в объеме фотопроводника можно пренебречь, Произведение усиления на ширину полосы. Часть II 103

если время пролета существенно превышает время диэлектрической релаксации. Это справедливо, очевидно, как для фотопроводника, так и для любого

Фиг. 26. Записимосгь времени пролета и времени диэлектрической релаксации от напряжения при отсутствии уровней прилипания.

омического проводника. Если время пролета стано* вится сравнимым с временем диэлектрической релаксации, то область пространственного заряда проникает далеко вглубь объема фотопроводника, подобно тому как это имеет место в вакуумных диодах при токах, ограниченных объемным зарядом. При дальнейшем увеличении напряжения время пролета и время диэлектрической релаксации становятся равными и уменьшаются, так как возрастающее приложенное напряжение приводит к увеличению концентрации свободных носителей в объеме.

На фиг. 26 показана зависимость времени пролета и времени диэлектрической релаксации от напряжения

Тони, TOKU^rs=Srsss

определяемые _ , _ ограниченные гомоном Cmo ) "" объемным зарядом

Напряжение Ш » _Глава 5__

в iOTCyTCTBHe уровней прилипания. Напряжение, при •котором эти времена становятся равными, соответствует началу области токов, ограниченных объемным зарядом.

Теперь мы покажем, что равенство времени пролета и времени диэлектрической релаксации соответствует увеличению в два раза концентрации свободных носителей в фотопроводнике При Отсутствии уровней прилипания. Используем условие

т, = W (5.1)

или

(5.2)

преобразуя (5.2), имеем

^i = th--io"" <ы>

Левая часть (5.3) представляет собой заряд полного числа свободных носителей в фотопроводнике, в то время как правая часть равна конденсаторному заряду (произведению напряжения на емкость), введенному приложенным напряжением в объем фотопроводника.

. -На основании сказанного выше (см.также фиг.26) -для коэффициента усиления фотопроводника в области токов, ограниченных объемным зарядом, можно написать следующее выражение:

\ а—Tr=-^r- <Ма>

ИЛИ

G^-=-. (5.46)

T0 Трел v '

¦Здесь время фотоответа то равно- времени жизни т, -так как мы предположили, что уровни прилипания отсутствуют. •

При наличии мелких уровней прилипания выражения (5.4) остаются справедливыми. Введение уровней прилипания увеличивает в nt/n раз напряжение, іірн котором, начинается область токов, ограниченных Произведение усиления на ширину полосы. Часть II 105

объемным зарядом, так как концентрация носителей на уровнях прилипания подобно концентрации сво-, бодных носителей тоже должна увеличиться в два раза за счет инжектированного заряда. Поскольку вблизи начала области токов, ограниченных объемным зарядом, Tr—(n/nt)Tpen, мы можем написать

(5.5а)

(5.56)

где О — коэффициент усиления в начале области токов, ограниченных объемным зарядом, а то — время фотоответа при наличии мелких уровней прилипания. Таким образом, произведение коэффициента усиления на ширину полосы записывается в одинаковой , форме как для фотопроводника без уровней прилипания, .так и для фото проводника с мелкими уровнями ' прилипания.



§ 2. Фотопроводники с глубокими уровнями прилипания

Рассмотрим влияние глубоких уровней прилипания (расположенных ниже уровня Ферми) и уровней рекомбинации на произведение коэффициента усиления на ширину полосы. Влияние глубоких уровней ярили"-пания иллюстрирует фиг. 27. К фотопроводнику в темноте приложено напряжение, достаточное для того, чтобы поднять уровень Ферми от его равновесного значения Ef к более высокому значению Efn, Уровни, расположенные между Ef и Efn, заполняются электронами за счет объемного заряда, введенного приложенным полем. Если концентрация этих уровнейзна-чительно больше концентрации свободных носителей, то напряжение, необходимое для сдвига уровня Ферми от Ef к Efn при инжекции объемного заряда,. р.авно.
Предыдущая << 1 .. 20 21 22 23 24 25 < 26 > 27 28 29 30 31 32 .. 49 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed