Файл: Отчет по лабораторной работе 3 по дисциплине Основы оптоэлектроники.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Отчет по практике

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.11.2023

Просмотров: 277

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ» (ТУСУР)

Кафедра электронных приборов (ЭП)

СВОЙСТВА И ПАРАМЕТРЫ ФОТОПРОВОДИМОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ФОТОРЕЗИСТОРОВ



Отчет по лабораторной работе № 3

по дисциплине «Основы оптоэлектроники»

Проверил Выполнили

Профессор каф. ЭП Студенты гр. 150

Давыдов В.Н. Бочкарева Е.Н.

«»2023 г. Ганский А.С.

«»2023 г.

Томск 2023

  1. ВВЕДЕНИЕ

Цель данной работы – изучение процессов, протекающих в фоторезисторепри его освещения непрерывным излучением различной частоты и при различныхзначениях напряжения,приложенногок фоторезистору,а также вычисление изполученныхзависимостейпараметровполупроводника.

  1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ


    1. Основные понятия и параметры
При нарушении термодинамического равновесия, например, при освещенииполупроводника, концентрации электронов и дырок в зонах(n и p) изменяются посравнениюсихравновеснымизначениямиn0иp0,т.к.в
зонахпоявляютсянеравновесные носителизарядасконцентрациямиnnn0иppp0.Скорости генерации и рекомбинации. Установление концентраций в зонахопределяетсяпроцессамигенерацииирекомбинацииэлектроновидырок.Суммарныескоростиэтихпроцессов(количествогенерируемыхилирекомбинируемыхчастицвединичномобъемевединицувремени)принятообозначатькак g иR,соответственно(рис.2.1).Рисунок2.1Этодвапротивоположнонаправленныхпроцесса,равенствокоторыхсоздаеттермодинамическоеравновесиевзонахразрешенныхэнергийполупроводника.

Время жизни неравновесных носителей.

Рисунок2.2Пустьподвлияниемвнешнеговоздействиявединицеобъемаполупроводника

в единицу времени возникает

gn электронов проводимости и соответственно gp

дырок в валентной зоне. Скорости генерации

gn и

gp- постоянными по всему

объему полупроводника. Пусть Rnи Rp– скорости исчезновения электронов и

дырок в результате их рекомбинации. Если в полупроводнике нет электрического тока, то суммарная скорость изменения неравновесных концентраций электронов и дырок в зонах определяется скоростями их генерации и рекомбинации (рис.2.2):


n n
ngR;

t

pg R .


p p
t

Для описания кинетики неравновесных электронных процессов (развития процессов во времени) вводят понятие среднего времени жизни неравновесных

электронов в зоне проводимости n

идырокввалентнойзонеp,которые

определяются через скорости рекомбинации электронов и дырок:

Rn nn0 ,

n

Rp

pp0
p

или иначе: 1 n

– это вероятность исчезновения одного избыточного электрона из

зоны проводимости в единицу времени в результате рекомбинации с дыркой; 1  p– вероятность рекомбинации одной дырки в единицу времени.

Пользуясь понятиями времени жизни носителей заряда, уравнения кинетики

неравновесных концентраций электронов и дырок в однородном образце, можно переписать в виде:

n gn n;

pgpp. (1)

t n  t p

Стационарные концентрации неравновесных носителей заряда

(n)s

и (p)s,

устанавливающиеся после длительного воздействия внешней генерации, можно найти, если в (1) приравнять к нулю левые части. В результате этого упрощения из (1) можно найти стационарные концентрации свободных носителей заряда в зонах:

(n)s gnn; (p)s gp p. (2)

Теперь рассмотрим кинетику изменения концентраций носителей заряда. В

простейшем случае, когда nи  pне зависят от nи p, интегрирование кинетических

уравнений (1) с учетом выражений (2) дает:

n(t)  gnn
 

  • tCnexp ;

n

t
(3)

p(t)  gpp

  • Cpexp



.

p

Здесь

Сn,

Cp– постоянные интегрирования, определяемые из начальных

условий: если в начале полупроводник находился в термодинамическом равновесии и затем в момент времени t= 0 включено внешнее воздействие (создающее

генерацию носителей заряда), то при t= 0 будем иметь n 0 . Использование

данного начального условия позволяет найти постоянные интегрирования:

t

Cngnn (n)s;

n(t)  (n)s1 exp ;

n

t
(4)

Cpgpp (p)s;

p(t)  (p)s 1 exp.

p

Смотрите также файлы