Чудо  - Рациональность - Наука - Духовность

Клуб Исследователь - главная страница

ЖИЗНЕННЫЙ ПУТЬ - это путь исследователя, постигающего тайны мироздания

Чем больше знаешь, тем больше убеждаешься что ни чего не знаешь...

Главная

Библиотека

О клубе
ГАИ "Алтай-Космопоиск"
Путеводитель по Алтаю
Маршруты (походы)
   Туризм

X-files

Наука и технологии

Техника и приборы

Косморитмодинамика

Новости

Фотоальбомы

Видеоальбомы

Карты (треки)

Прогноз погоды

Контакты

Форум

Ссылки, баннеры

 

Наш сайт доступен

на

52 языках

 

 
Если вам понравился сайт, то поделитесь со своими друзьями этой информацией в социальных сетях, просто нажав на кнопку вашей сети.
 
 
 
 
 
  Locations of visitors to this page
LightRay Рейтинг Сайтов YandeG Яндекс цитирования Яндекс.Метрика

 

Besucherzahler

dating websites

счетчик посещений

russian brides

contador de visitas

счетчик посещений

 

 

Здесь

может быть ваша реклама.

 

Наука и технологии

Виртуальный фонд естественнонаучных и научно-технических эффектов "Эффективная физика"
А  Б  В  Г  Д  Е  Ж  З  И  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ы  Э  Ю  Я   По связи разделов
Фоторезистивный эффект
Изменение электропроводности материала под действием электромагнитного излучения

Анимация

Описание

Фоторезистивный эффект (фотопроводимость) состоит в изменении электропроводности среды (ярко выражена в полупроводниках и диэлектриках) под действием электромагнитного излучения. Впервые наблюдалась У. Смитом (W. Smith), 1873 в аморфном кремнии. Обычно фотопроводимость обусловлена увеличением концентрации подвижных носителей заряда под действием света. Она возникает в результате нескольких процессов:

- переход электрона из валентной зоны в зону проводимости, что приводит к возрастанию концентрации электронов проводимости и дырок (концентрационная фотопроводимость);

- электроны из валентной зоны переходят на свободные примесные уровни, что приводит к возрастанию числа дырок (дырочная примесная фотопроводимость);

- электроны переходят с примесных уровней в зону проводимости (электронная примесная фотопроводимость).

В зависимости от механизма поглощения излучения различают фотопроводимость собственную (см. ФЭ 404010), примесную (см. ФЭ 404011) и внутризонную. 

     Темп оптической генерации связан с коэффициентом поглощения света. Пусть I(x) монохроматический световой поток, проникающий на глубину x полупроводника, рассчитанный на единицу его поверхности. Тогда число фотонов частоты w, поглощаемых в единицу времени в единице объема, равно I(x)g,

где g - коэффициент поглощения света.

Тогда темп оптической генерации носителя зарядов представляется в виде:

 

g = n(w)g(w)I(x),

 

где n(w) - квантовый выход внутреннего фотоэффекта, равный числу носителей, рождаемых в среднем одним поглощенным фотоном.

 

Изменение проводимости полупроводника обусловлено тем, что при освещении изменяются как концентрация электронов и дырок, так и их подвижности, но относительное влияние этих причин в целом может быть различным. Влияние изменения подвижности проявляется лишь при низких температурах (как правило, при температурах жидких водорода и гелия). В случае, когда подвижность не меняется, фотопроводимость вычисляется по формуле:

 

ds = e(mpdp+mndn),

 

где e - заряд электрона;

mn и mp - подвижности электронов и дырок;

dи d- изменение концентрации электронов и дырок соответственно.

 

В стационарном состоянии, т. е. когда dn и dp неизменны, фотопроводимость вычисляется по формуле:

 

(ds)s = e(mpdp+mndn)tфn ,

 

где tфn -  время релаксации фотопроводимости, которое определяет темп установления и затухания (ds)s.

 

Из этой формулы следует, что чем  больше время релаксации, тем больше проводимость, т. е. тем выше чувствительность фотопроводника. Однако при этом будет больше и время установления или затухания фотопроводимости, т. е. будет больше инерционность проводника. С этим противоречием между чувствительностью и быстродействием приходится считаться при разработке фотосопротивлений для технических применений.                           

Временные характеристики

Время инициации (log to от -8 до -3);

Время существования (log tc от 13 до 15);

Время деградации (log td от -8 до -2);

Время оптимального проявления (log tk от -5 до -3).

Диаграмма:

Технические реализации эффекта

Фоторезисторы

На использовании явления фотопроводимости основана работа фоторезисторов  полупроводниковых резисторов, изменяющих свое электрическое сопротивление под действием внешнего электромагнитного излучения. Наиболее изучена и широко применяется фотопроводимость на следующих полупроводниках: Ge; Se; CdS; CdSe; InSb; GaAs; PbS.

Применение эффекта

Фоторезисторы применяются в системах контроля и измерения геометрических размеров, скоростей движения объектов, управления различными механизмами, в тепловизорах, радиометрах, теплопеленгаторах, в приборах спектрального анализа, в системах световой сигнализации и защиты. Фоторезистор сегодня  один из самых распространенных фотоприемников.

Литература

 1. Электроника. Энциклопедический словарь.- М.: Советская энциклопедия, 1991.- С.110, 592.

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

 3. Жеребцов И.П. Основы электроники.- Л.: Энергоатомиздат, 1990.- С.187

 

 

Ключевые слова

  • полупроводник
  • генерация носителей заряда
  • подвижность носителей зарядов
  • электрон
  • дырка
  • диффузия электронов
  • диффузия дырок
  • рекомбинация
  • фотопроводимость

Разделы естественных наук:

Полупроводники
Твердые тела
Электрическое поле

Формализованное описание Показать