Внутренний фотоэффект

Внутренний фотоэффект – перераспределение электронов по энергетическим состояниям в твердых телах и жидкостях в результате поглощения фотонов. Если энергия фотонов не меньше ширины запрещенной зоны (hν≥∆W), как в собственных, так и в примесных полупроводниках, образуются пары свободных носителей заряда (электрон и дырка) в результате возбуждения электронов из валентной зоны в зону проводимости (переходы 1 на рис. 76.4). При низких температурах в примесных полупроводниках возникает внутренний фотоэффект, обусловленный переходом электронов с уровня в зону проводимости (полупроводник n-типа) и из валентной зоны на акцепторный уровень (полупроводник p-типа) – переходы 2, 3 на рис. 76.4 б, 76.4 в.

W_C W_C W_C

W_D

W_A

W_V W_V W_V

а) б) в)

Рисунок 76.4

Фотодиоды

Фотодиоды изготавливаются из различных полупроводников: кремния, германия, арсенида галлия, селена и др. Наиболее часто используется конструкция фотодиодов, в которых направление падающего излучения перпендикулярно плоскости p-n перехода. Свет с энергией фотонов hν≥∆W падает на широкую и тонкую n-область (или p-область), образуя в результате поглощения электронно-дырочные пары с обеих сторон p-n перехода. Важным при рассмотрении фотодиода в фотодиодном и фотогальваническом режимах работы является поведение неосновных носителей заряда, так как их концентрация может значительно изменяться в результате освещения, в то время как относительное изменение концентрации основных носителей заряда мало.