Лекция15

На второй диаграмме показано, что электроны изN- области будут диф. Вp- область, где концентрация меньше. Вn- области из зи ухода электронов положительный заряд неподвижных атомов йода. Вp- области из за ухода дырок вблизи границы создается отрицательный неподвижный заряд непод. Ион. Акцепторов. Эти заряды у границы созд 2-й Эл. Слой, поле которого направлено изn- области в Вp- область. И это поле препятствует дальнейшему переходу элементов изnвpобласть и дырок изpвn. Если концентрация электронов и дырок одинаковы, то толщина слоевd1d2, в которых образуются неподвижные заряды, будут одинаковы. При определенной толщинеpперехода- равновесное состояние, которое характеризуется выравниванием уровня ферми для обоих полупроводников. В областиpnперехода зона искривляется, в результате чего возникает потенциальный барьер, как для электронов, так и для дырок.

Высота подъема eφ определяется первоначальной разностью положения уровня ферми. Все энергетические уровни акцепторного полупров. Подняты относительно уровня донорного полупроводника на высотуeφ, причем подъем происходит на толщине уровня 10^-6(-7)м. По порядку величины высоты барьераeφ=0,2nЭВ. Такой барьер могут преодолеть носители Эл. Зарядов при температуре несколько тысяч град. Цельсия. Т.О. при обычных температурах равновесный контактный слой является запирающим, т.е. область пов. Сопротивления. Сопротивление запирающего слоя можно уменьшить с помощью внешнего электронного поля. Если оно направлено отn- оболочки кp–оболочке, т.е. совпадает с направлением поля контактного слоя, то оно вызывает движение электронов вn- области и дырок вpобласти от границыPnперехода в противоположные стороны. В результате такого движения носителей его сопр. Увеличивается.

Внешнее напряжение внешнего запирающего слоя называется обратным. В этом направлении электронный ток через pnпереход очень мал, т.к. образуется за счет неосновных носителей. Если кpnпереходу прикладывается поле противоположной полярности, то оно вызывает движение носителей заряда по направлению к контактному слою. К таком режиме элек. Ток черезpnпереход протекает в направление отpкn. Он обусловлен движением основных носителей , концентрация которых превышает конц. Неосновных носителей, поэтому ток называется прямым током. При увеличение обратного напряжения ,обратный ток мало уменьшается, т.к. он опред. Количеством неосн. носителей, которые проходят поpnпереходу и которые мало зависят от напряжения.

Фотопроводимость полупроводников

-увеличение электропроводимости полупр. Под действием Эл.м. излучения. Фотопр. Может быть связана как со свойствами основного полупр. Так о с содерж. В нем примесями. В первом случае, при помещение фотона соотв. Энергии, когда эта энергия превышает ширину. Это приводит к появлению доп. Электронов в зоне проводимости и дырок в валентной зоне. В результате таких процессов возникает собственная проводимость , которая обусловлена и Эл. И дырками. Если полупроводник примесный. То фотопроводимость может возникать в случае, если энергия фотонов меньше /\t.Hν>=/\Eд,hν>=/\Eа (акцепторная примесь). В этом случае будет происходить переход электронов в зону проводимости с донорных уровней для этого проводника или переход электронов с валентной зоны на уровень акцепторных примесей в случаеp- полупров. В этом случае возникает полупроводник, кот.обусловлены движением электронов вn- полупр. И дырок вn- полупров.

Красная граница фотопроводимости- это maxдлина волны при которой проводимость еще возбуждается.A0=ch//\E- собственная проводимость. Учитывая значения /\Eи /\Eпр следует, что красная граница для чистых полупров. Находится в видимой области спектра, а для примесных- инфракрасная. Зависимость фотопроводимости и коэф. Поглощения от длины волны света. Видно, что фотопров. Проявляется в узком спектральном диапазоне. На длинных волнахa0 фотопров. Не возбуждается из за малой энергии кванта света. В коротковолновой области спад. Объясн. Существованием возбуждения проводника, которое не приводит к появлению носителей тока.

Он объясняется механическим возникновения Экситоны. Это квазечастицы, представляющие собой электрически нейтральные связанные состояния Эл. И дырок. Кот. Образуется в случае возбуждения с энергией меньше ширины запрещенной зоны. Уровни энергии экситонов расп. Над зоной проводимости. Экситоны поглощения света не сопровождаются увеличением тока проводимости.