Физика полупроводниковых приборов

63 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5 ФОТО-Э.Д.С. В ПОЛУПРОВОДНИКАХ И ИЗУЧЕНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ФОТОЭЛЕМЕНТА Цель работы: изучение вентильного фотоэффекта в полупроводниковых структурах с p-n-переходом; экспериментальное измерение световых характери-стик кремниевого фотоэлемента; опытное получение нагрузочных вольт-амперных характеристик кремниевого фотоэлемента. Приборы и принадлежности: кремниевый фотоэлемент, источник тока, ос-ветитель (светодиод), люксметр, нагрузочный реостат, микроамперметр, вольт-метр цифровой, комплект соединительных проводов. Теоретическое введение §1. Вентильный фотоэффект в полупроводниковых структурах с электронно-дырочным переходом Рассмотрим физические процессы, происходящие при освещении p-n-перехода. При освещении p-n-перехода, например, со стороны р-области (рис. 1а) све-том, энергия кванта  которого достаточна для образования пары электрон-дырка, вблизи границы p-n-перехода образуются пары электрон-дырка. Образо-вавшиеся неравновесные свободные электроны и дырки участвуют в тепловом движении и перемещаются в различных направлениях, в том числе и к p-n-переходу. Контактное поле p-n-перехода разделяет главным образом диффундирующие к нему неосновные избыточные носители заряда: электроны, подошедшие к p-n-переходу, подхватываются полем контактной разности потенциалов и выбра-сываются в n-область, а дырки остаются в р-области. Вследствие этого электрон-ная область заряжена отрицательно, а дырочная – положительно. При этом возни-кает некоторая равновесная разность потенциалов (напряжение холостого хода или фото-э.д.с.) и электрическое поле, направленное противоположно контактно-му полю, которое компенсирует частично потенциальный барьер p-n-перехода при данной освещенности. Явление возникновения электродвижущей силы между двумя областями по-лупроводника с разным типом проводимости, разделенными p-n-переходом, на-зывается фотогальв...