Раздел: Документация
0 ... 10 11 12 13 14 15 16 ... 60 Что такое фотоэлектродвижущая сила? Фотоэлектродвижущая сила (фото-ЭДС) — это разность потенциалов, возникающая в результате появления новых носителей в полупроводнике под действием света (рис. 30). Среди механизмов возникновения различают фотодиффузионный, фотоэлектромагнитный и барьерный фотовольтаический эффект. Фотодиффузиоиный эффект — это возникновение разности потенциалов между освещенной и неосвещенной поверхностью. Свет порождает носители только вблизи поверхности полупроводника, а затем они диффундируют в сторону неосвещенной поверхности, где концентрация носителей мала. Если подвижность электронов и дырок различна, в процессе диффузии изменяется их концентрация в разных точках полупроводника, что и приводит к возникновению ЭДС. Как правило, такая ЭДС очень мала. Фотоэлектромагнитиый эффект наблюдается при освещении полупроводника, помещенного в магнитное поле. В этом случае изменение концентрации рожденных светом носителей происходит под действием магнитного поля (эффект Холла) и, если световой поток Сеет  Рис. 30. Наблюдение барьерного фотовольтаического эффекта  W7Z Дырки Полупроводник I 1  Полупроводник 1 1 т mm Полупроводник Диэлектрик Рис. 31. Механизм барьерного фотоэффекта н вектор магнитного поля перпендикулярны друг другу, на торцах образца появляется ЭДС. Барьерный фотовольтаический эффект — это возникновение ЭДС при разделении носителей иа неоднородное легирования или на контактах полупроводников. При попадании света на р— л-переход в результате поглощения квантов р-областью и «-областью перехода возникают электронно-дырочные пары (рис. 31, а). Вблизи контакта электроны донорл перемещаются к акцептору, в результате чего доиор н акцептор приобретают соответственно положительный и отрицательный заряд и образуют двойной электрический слой. Являясь потенциальным барьером, ои разделяет электронио-дырочиые пары и собирает электроны и дырки в л-область и р-область перехода соответственно. При больших концентрациях электронов и дырок устанавливается равновесие и исчезает потенциальный барьер. Напряжение, возникающее в этом состоянии иа р — л-переходе, называют напряжением отпирания. На рис. 31,6 показаны энергетические зоны структуры металл — диэлектрик— полупроводник (МДП). Здесь широкая запрещенная зона диэлектрика может разделять электроны и дырки подобно потенциальному барьеру. В контакте металла с полупроводником из-за различия сродбтва к электрону также возникает потеницаль-ный барьер (рис. 31, в). (Сродство к электрону — это энергия, необходимая для поднятия электрона со дна зоны проводимости до уровня вакуума.) Зоны вблизи контакта искривляются из-за образования там поверхностного заряда. Па основе барьерного фотовольтаического эффекта и других, описанных выше явлений работают фотодатчики и приборы прямого преобразования световой энергии в электрическую. Так как в основе фотовольтаического эффекта лежит поглощение света, то для изготовления приборов требуются материалы с узкой запрещенной зоной. Однако если ширина запрещенной зоны слишком мала, то КПД приборов снижается, так как электроны, получившие большую энергию, переходят с высоких уровней зоны проводимости на более низкие, отдавая часть энергии другим электронам и решетке. Эта часть энергии впоследствии переходит в тепловую. Что такое пироэлектрический эффект? Пироэлектрический эффект — это возникновение электрического заряда иа поверхности кристалла при нагреве или охлаждении (рис. 32). Обычно кристаллы разделяют на 32 группы по видам их симметрии. Среди них 11 групп кристаллов имеют центры симметрии, а остальные группы центра Направление пироэлектрической оси  о о Вольтметр Рис. 32. Наблюдение пироэлектрического эффекта 0 ... 10 11 12 13 14 15 16 ... 60
|
