- •Статистика носіїв заряду в напівпровідникових матеріалах
- •Концентрація електронів n у зоні провідності виродженого напівпровідника через безрозмірні параметри визначається виразом:
- •Концентрація дірок p у валентній зоні виродженого напівпровідника визначається виразом:
- •Рівень Фермі знаходиться в нижній половині забороненої зони;
- •Електропровідність напівпровідників
- •Μ не залежить від температури;
- •Μ не залежить від температури;
- •Μ не залежить від температури;
- •Термоелектричні явища
- •Гальваномагнітні ефекти
- •Фотопровідність у напівпровідниках
Фотопровідність у напівпровідниках
Явище генерації вільних носіїв заряду внаслідок поглинання світла називається:
фотолюмінесценцією;
фотомагнітним ефектом;
зовнішнім фотоефектом;
внутрішнім фотоефектом.
Питома фотопровідність власного напівпровідника визначається виразом:
;
;
;
.
Квантовий вихід для власного напівпровідника визначає:
концентрацію надлишкових носіїв заряду, утворених одним поглинутим фотоном;
концентрацію надлишкових носіїв заряду, утворених фотонами поглинутими за час Δt.;
кількість пар носіїв заряду, утворених одним поглинутим фотоном;
кількість пар носіїв заряду утворених поглинутими фотонами за час Δt
Концентрація носіїв заряду, що генеруються поглинутим випромінюванням протягом часу t визначається виразом:
;
;
;
.
Якщо високо енергетичні фотони створюють ударну йонізацію, то квантовий вихід:
;
;
;
.
Якщо інтенсивність світла однакова в усьому об’ємі напівпровідника і не змінюється з часом, то значення надлишкових концентрацій визначаються виразами:
;
;
;
.
Стаціонарна фотопровідність:
;
.
Світлочутливість речовини визначається за формулою:
;
;
;
.
При поглинанні фотонів великої енергії, що відповідають рентгенівському або
-випромінюванню,
квантовий вихід:
зменшується;
збільшується;
залишається сталим.
Зміна надлишкової концентрації електронів після вмикання або вимкнення постійного освітлення:
;
Зміна надлишкової концентрації електронів після вмикання або вимкнення постійного освітлення низькому рівні інжекції:
;
У дірковому напівпровіднику концентрація надлишкових неосновних носіїв заряду при миттєвому (ступінчастому) вмиканні освітлення змінюється за законом:
;
;
;
.
При миттєвому вимкнення освітлення надлишкова концентрація неосновних носіїв заряду змінюється за законом:
;;
;.
У рівнянні
враховані:
рекомбінаційна, інжекційна та генераційна складові;
генераційна та релаксаційна складові;
рекомбінаційна та релаксаційна складові;
рекомбінаційна та генерацій на складові.
При високому рівні інжекції при вмиканні освітлення величина
визначається постійним коефіцієнтом
і змінним з часом співмножником у
вигляді гіперболічного:
синуса;
косинуса;
тангенса;
котангенса.
При високому рівні інжекції у разі вимкнення освітлення концентрація надлишкових неосновних носіїв заряду змінюється за законом:
;
;
;
.
Якщо
,
то пастка протягом часу життя
нерівноважного електрона здатна
захопити його неодноразово. Такі пастки
називають пастками:
-типу;
-типу;-типу;
-типу.
Якщо
,
то пастка протягом часу життя
нерівноважного електрона здатна
захопити його не більше ніж один раз.
Такі пастки називають:
-типу;
-типу;
-типу;
-типу.
Початковий етап наростання і спаду у випадку -пасток визначається величною:
;
;
;
.
Початковий етап наростання і спаду у випадку -пасток визначається величною:
;
;
;
.
Явище виникнення ЕРС на гранях напівпровідника перпендикулярних до напрямку поширення світла називають:
фотомагнітоелектричним ефектом;
ефектом Кікоїна-Носкова;
ефектом Дембера;
ефектом Фарадея.
На рисунку представлена схема виникнення ефекту:
Фогта;
Кікоїна-Носкова;
Дембера;
Фарадея.
ЕРС Дембера можна визначити за формулою
;
;
.
ЕРС Демблера тим більша, чим:
більше відрізняються рухливості електронів і дірок;
менше відрізняються рухливості електронів і дірок;
більша провідність матеріалу;
менша провідність матеріалу.
Ефект Дембера відсутній, коли:
;
;
;
.
Різниця потенціалів створена на p-n-переході внаслідок опромінення:
;
;
;
.
При розімкненому колі вентильна фото-ЕРС визначається за формулою:
;
;
;
.
Джерелом напруги в напівпровідникових перетворювачах енергії світла в електричну енергію є:
фотомагнітна ЕРС;
вентильна фото-ЕРС;
ЕРС Дембера;
ЕРС Фарадея.
Вентильна фото-ЕРС залежить від:
температури;
густини струму;
кута поляризації світла;
інтенсивності освітлення.
Явище виникнення ЕРС на бокових гранях напівпровідника вміщеного у зовнішнє постійне магнітне поле напрямлене перпендикулярно до променів світла називають:
фотомагнітоелектричним ефектом;
ефектом Кікоїна-Носкова;
ефект Дембера;
ефектом Фарадея.
Фотомагнітна ЕРС визначається формулою:
;
При високому рівні інжекції фотомагнітна ЕРС визначається формулою:
;
;
;
.
При низькому рівні інжекції фотомагнітна ЕРС визначається формулою:
;
;
;
.
При низькому рівні інжекції і малій швидкості поверхневої рекомбінації фотомагнітна ЕРС визначається формулою:
;
Фотомагнітоелектричний ефект використовується для:
визначення швидкості поверхневої рекомбінації;
визначення малого часу життя;
визначення рівня інжекції;
визначення кількості надлишкових носіїв заряду.
На рисунку представлена схема виникнення ефекту:
Фогта;
Кікоїна-Носкова;
Дембера;
Фарадея.
