Примесная проводимость

Прямозонные и непрямозонные полупроводники и их фотопроводимость

Прямозонные полупроводники, такие как арсенид галлия, начинают сильно поглощать свет, когда энергия кванта превышает ширину запрещённой зоны. Такие полупроводники очень удобны для использования в оптоэлектронике. Эти полупроводниковые материалы имеют прямую запрещенную зону, как показано на рис. 4.б. В данном случае электроны валентной и зон проводимости имеют близкие импульсы, потому высока вероятность прямых излучательных переходов и, следовательно, высока внутренняя квантовая эффективность.

Непрямозонные полупроводники, например, кремний, поглощают в области частот света с энергией кванта чуть больше ширины запрещённой зоны значительно слабее, только благодаря непрямым переходам, интенсивность которых зависит от присутствия фононов, и следовательно, от температуры. Граничная частота прямых переходов кремния больше 3 эВ, то есть лежит в ультрафиолетовой области спектра.

Известно, что Si, Ge – непрямозонные полупроводники. Это означает, что электрон, находящийся вблизи дна зоны проводимости, имеет импульс, отличающийся от импульса электрона, находящегося вблизи потолка валентной зоны. Это определение иллюстрирует рис. 4.а, из которого видно, что в данном случае зона-зонный переход возможен только при условии компенсации импульсов электронов.

Рис. 4 Схемы рекомбинации

а) в непрямозонном п/п, б) в прямозонном п/п\\

Она может происходить, если при рекомбинации излучается фотон высокой энергии, при этом происходит компенсация импульсов и генерируется фонон. Ещё более трудно выполнимым оказывается условие одновременности этих двух процессов, что приводит к снижению вероятности именно такого рекомбинационного перехода. Таким образом, в непрямозонных полупроводниках преобладают безызлучательные переходы, поэтому внутренняя квантовая эффективность мала.

Полная проводимость полупроводника определяется равновесными носителями заряда n0, /p0 и фотоносителями и равна:

= e[)].

Так как темновая проводимость , то фотопроводимость полупроводника, обусловленная непосредственным действием излучения, есть

Отношение фотопроводимости σф к интенсивности света определяет удельную фоточувствительность полупроводника

Sф=ф/l.

Перейти на страницу: 1 2 3 

Прочтите также:

Трансформатор питания
Трансформаторы являются наиболее широко используемыми элементами в различной аппаратуре. Трансформаторы питания преобразуют переменное напряжение первичного источника в любые другие з ...

Модели полупроводниковых диодов
Цель работы: Изучить основные физические модели p-n переходов, находящихся в равновесном состоянии и при электрическом смещении, а так же модели ВАХ диодов, соответствующие различным про ...

Технология сборки и монтажа блока питания
Под производственным процессом понимают совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонт выпускаемых изделий. Произв ...

Основные разделы

Copyright © 2008 - 2022 www.techmatch.ru