Световая характеристика.

Световая или люкс-амперная характеристика полупроводника представляет собой зависимость фототока I_ф = I_cв – I_тем от освещенности, или от падающего на полупроводник светового потока.

Полупроводники имеют обычно сублинейную световую характеристику (рис.4.5).

Сублинейность световой характеристики объясняется смещением уровней Ферми, для электронов и для дырок с увеличением отклонения от равновесного состояния при увеличении освещенности: уровень Ферми для электронов смещается к зоне проводимости в результате увеличения концентрации свободных электронов, уровень Ферми для дырок одновременно смещается к валентной зоне из-за увеличения концентрации дырок.

Вследствие чего увеличивается концентрация рекомбинационных ловушек, а значит уменьшается время жизни носителей заряда, что и является первой причиной сублинейности световой характеристики.

Закономерности возрастания фототока от освещенности различны у различных полупроводников и определяются концентрацией тех или иных примесей в полупроводнике и распределением примесных уровней по запрещенной зоне энергетической диаграммы полупроводника.

Второй причиной, приводящей к сублинейности световой характеристики полупроводника, является уменьшение подвижности носителей заряда при увеличении освещенности из-за увеличения концентрации ионизированных атомов в полупроводнике и, следовательно, из-за увеличения рассеяния носителей заряда ионизированными атомами.

В узком диапазоне освещенностей для аппроксимации световой характеристики часто используют зависимость

(4.4)

де A и x — коэффициенты, являющиеся постоянными для данного полупроводника в выбранном диапазоне освещенностей; Е — освещенность.