Cтраница 1
Время фотоответа теперь превосходит время жизни, так как при возбуждении электронов в зону проводимости необходимо значительную их долю затратить на заполнение уровней прилипания. Предположим, например, что мы хотим удвоить число свободных электронен за счет увеличения интенсивности света. [1]
Время фотоответа, так же как и время жизни, не зависит от интенсивности света. [2]
Время фотоответа в неравновесном случае может быть определено как время, необходимое для удвоения тока через переход. [3]
Представление о том, что время фотоответа отличается от времени жизни ( превосходит его), очень важно для объяснения многих явлений в высокоом-ных фотопроводниках. Часто предполагается, что время фотоответа равно времени жизни при любом процессе возбуждения. [4]
Таким образом, в этом случае время фотоответа приближается к времени жизни свободных электронов. С другой стороны, сдвиг порога возникновения токов, ограниченных объемным зарядом, связанный с наличием уровней прилипания, не зависит от их сечения захвата. Следовательно, появляется по крайней мере формальная возможность отклонения от симметричного и взаимно компенсирующего влияния уровней прилипания на время пролета и время фотоответа, отмеченного в § 1 настоящей главы. [5]
Ферми, однако ни время жизни, ни время фотоответа существенно не изменяются. Следовательно, в этой модели как фототек, так и время фотоответа будут независимы от температуры при постоянной интенсивности света. [6]
Следует также указать иа то, что исследование времени фотоответа является очень чувствительным методом обнаружения ничтожно малых концентраций уровней прилипания. [7]
Заметим, что при этих условиях Трет равно времени фотоответа. Для многих веществ, обладающих достаточно высо ким сопротивлением, при низких интснсивностях света могут наблюдаться численные значения величины 1 / 2лтррЛ, меньшие единицы. Это означает, что фотопроводники, обладающие шеокнм коэффициентом усиления, должны проявлять очень большую инерционность. [8]
Это рассмотрение позволяет также выяснить возможный вклад контактов в инерционность ( время фотоответа) фотопроводников. Предположим, что ток в фотопроводнике необходимо удвоить путем увеличения вдвое интенсивности света при постоянном приложенном напряжении. Обеспечиваемый контактом ток также должен быть удвоен. Такой вклад в инерционность будет значительным, если заряд электронов, находя-щихся в пределах дебаевской длины от виртуального катода, превосходит полный заряд свободных носителей и носителей, захваченных на уровни, находящиеся в тепловом контакте с зоной проводимости, в объеме фотопроводника. Это может оказаться возможным, так как расположенные у контакта центры рекомбинации также вносят свой вклад в заряд, в то время как в объеме вносят вклад только центры прилипания. Последние обычно определяют инерционность фотопроводника. [9]
Мы начнем с краткого обсуждения вопроса о максимальном значении произведения чувствительности и времени фотоответа, которое может бить достигнуто в фотопроводниках. [10]
Рассмотрим, например, пленку с подвижностью при комнатной температуре, равной 1, и временем фотоответа в 1 мс. Тогда, согласно формуле (4.13), LT должна составлять 50 мкм, что существенно превышает толщины обычно используемых пленок. В результате этого процессы поверхностной рекомбинации не играют важной роли. [11]
Эта модель удовлетворяет исходным условиям, а именно: время жизни не зависит от интенсивности света, а время фотоответа сильно уменьшается при увеличении интенсивности света. Очевидно, для получения этих результатов не обязательно, чтобы уровни Nt имели строго однородное распределение и располагались выше уровней fJr вплоть до зоны проводи-мостиг Определяющим здесь является лишь небольшой участок энергетического распределения уровней Nt ( вблизи равновесного уровня Ферми Ef), заполнение которого определяет время фотоответа и в пределах которого происходит перемещение электронного квазиуровня Ферми. В рассматриваемом случае этот участок равен примерно 0 3 эв, что соответствует изменению концентрации электронов в 106 раз при комнатной температуре. [12]
Недавно в теории фотопроводимости было сформулировано простое и очень важное соотношение между основными параметрами фотопроводников: чувствительностью, временем фотоответа и проводимостью, определяемое произведением коэффициента усиления на ширину по: осы. Это соотношение позволяет оценить пределы применимости прибора, действие которого основано на фотоэффекте. Кроме того, оно позволяет дать более строгое определение таким понятиям, как уровни прилипания, центры рекомбинации, время жизни свободных носителей и время фотоответа. Это соотношение используется также при аналиче явлений протекания тока, ограниченного объемным зарядом, в твердых телах, что дает возможность связать эти явлении с влиянием электрических контактов на токи, текущие в объеме. [13]
Далее, равенства (2.10) [ [ ( 2 14) указывают на роль четырех характеристических времен; времени жизни свободных носителей т, времени фотоответа т0, времени пролета свободных носителей Тг и времени диэлектрической релаксации Третг. В Следующих трех Главах основное внимание уделяется анализу таких понятий как уровни прилипания и центры рекомбинации, а также четырех указанных выше характеристических времен. [14]
Инерционные свойства фотодиодов можно характеризовать предельной рабочей частотой ( частота модуляции света, на которой амплитуда фотоответа уменьшается до и / oi максимальной, постоянной времени фотоответа ( определяемой по времени нарастания импульса фотоответа до 0 63 до максимального, при прямоугольном импульсе света), сдвигом фаз между входным ( световым) и выходным ( электрическим) сигналом. [15]