Фоторезистивен ефект

Чудо - Рационалност - Наука - Духовност

TH LIFE WAYе пътят на изследовател, който разбира тайните на Вселената

фоторезистивен

Нашият уебсайт е достъпен

52 езика

Фоторезистивният ефект (фотопроводимост) се състои в промяна на електрическата проводимост на средата (ясно изразена в полупроводници и диелектрици) под въздействието на електромагнитно излъчване. За първи път наблюдаван от У. Смит (W. Smith), 1873 г. в аморфен силиций. Обикновено фотопроводимостта се дължи на увеличаване на концентрацията на подвижни носители на заряд под действието на светлината. Възниква в резултат на няколко процеса:

- преход на електрон от валентната зона към зоната на проводимост, което води до увеличаване на концентрацията на проводящи електрони и дупки (концентрационна фотопроводимост);

- електроните от валентната лента преминават към нива на свободни примеси, което води до увеличаване на броя на дупките (фотопроводимост на примесите на дупки);

- електроните преминават от нива на примеси към зоната на проводимост (електронна примесна фотопроводимост).

В зависимост от механизма на поглъщане на радиация се разграничават присъща фотопроводимост (виж FE 404010), примес (виж FE 404011) и вътрешнолентова фотопроводимост.

Скоростта на оптично генериране е свързана с коефициента на поглъщане на светлината. Нека I(x) е монохроматичният светлинен поток, проникващ до дълбочината x на полупроводника, изчислен за единица от неговата повърхност. Тогава броят на фотоните с честота w, погълнати за единица време за единица обем, е I(x) g,

където g е коефициентът на поглъщане на светлина.

Тогава скоростта на оптично генериране на носителя на заряда се представя като:

g = n (w) g (w) I(x),

където n(w) е квантовият добив на вътрешния фотоелектричен ефект, равен на броя на средно произведените носителиедин абсорбиран фотон.

Промяната в проводимостта на полупроводника се дължи на факта, че както концентрацията на електрони и дупки, така и тяхната подвижност се променят по време на осветяване, но относителното влияние на тези причини може да бъде като цяло различно. Влиянието на промяната в подвижността се проявява само при ниски температури (като правило при температури на течен водород и хелий). В случай, че подвижността не се променя, фотопроводимостта се изчислява по формулата:

ds = e(m p d p + m n d n),

където e е зарядът на електрона;

m n и m p са подвижността на електроните и дупките;

d n и d p - промяна в концентрацията съответно на електрони и дупки.

В стационарно състояние, т.е. когато d n и d p са непроменени, фотопроводимостта се изчислява по формулата:

(ds) s = e(m p d p+ m n d n) t fn,

където t fn - времето на релаксация на фотопроводимостта, което определя скоростта на установяване и затихване (ds) s.

От тази формула следва, че колкото по-дълго е времето за релаксация, толкова по-голяма е проводимостта, т.е. толкова по-висока е чувствителността на фотопроводника. Но в този случай времето за установяване или затихване на фотопроводимостта също ще бъде по-дълго, т.е. инерцията на проводника ще бъде по-голяма. Това противоречие между чувствителност и скорост трябва да се вземе предвид при разработването на фоторезистори за технически приложения.

Време на започване (log t o от -8 до -3);

Живот (log t c от 13 до 15);

Време на разграждане (log t d -8 до -2);

Време на оптимално развитие (log t k от -5 до -3).

концентрацията

Технически реализации на ефекта

Работата на фоторезисторите на полупроводниковите резистори, които променят електрическото си съпротивление под въздействието на външно електромагнитно излъчване, се основава на използването на явлението фотопроводимост.Най-изследваната и широко използвана фотопроводимост на следните полупроводници: Ge; Se; CDS; CdSe; InSb; GaAs; PbS.

Фоторезисторите се използват в системи за наблюдение и измерване на геометрични размери, скорости на обекти, управление на различни механизми, в термовизионни камери, радиометри, топлинни пеленгатори, в устройства за спектрален анализ, в системи за светлинна сигнализация и защита. Фоторезисторът е един от най-разпространените фотодетектори днес.

1. Електроника. Енциклопедичен речник.- М.: Съветска енциклопедия, 1991.- S.110, 592.

2. Бонч-Бруевич В.Л., Калашников С.Г. Физика на полупроводниците.- М.: Наука, 1990.- С.355.

3. Жребци I.P. Основи на електрониката.- Л .: Енергоатомиздат, 1990.- С.187

  • полупроводник
  • генериране на носители на заряд
  • мобилност на носителите на заряд
  • електрон
  • дупка
  • електронна дифузия
  • дупкова дифузия
  • рекомбинация
  • фотопроводимост