3. Фотопроводимость полупроводника.

Изменение электропроводности полупроводника при воздействии на него лучистого потока называется фотопроводимостью. Практически это выражается в уменьшении электрического сопротивления полупроводникового материала при его освещении.

По аналогии с проводимостью, обусловленной переходами электронов с одного энергетического уровня на другой вследствие энергии теплового движения, полупроводниковые материалы могут иметь как собственную, так и примесную фотопроводимость.

Фотопроводимость появляется только тогда, когда энергия кванта будет равна или больше ширины запрещенной зоны полупроводникового материала, т.е.

. (5)

Из этого выражения можно определить границу фотопроводимости (иногда в литературе она называется длинноволновой границей), если известна ширина запрещенной зоны Е:

. (6)

Так как , где с = 3·10⁸ м/с - скорость света, а - длина волны электромагнитного излучения, имеющего частоту , то граничная длина волны фотопроводимости равна

. (7)

Методика эксперимента.

1. Соберите экспериментальную установку ,изображенную на рис.3:

Рис 2

Где :

1.Выпрямитель (6В,2А).

2.Выпрямитель ВУП-2М.

3.Вольтметр на 150 В.

Задание 1. Исследовать вольтамперные характеристики

фоторезистора

Используя схему, изображенную на рисунке 2 исследуйте зависимость

силы фототока I в фоторезисторе от анодного напряжения U, при

постоянном световом потоке и при различных сопротивлениях нагрузки

R_н=0, 1000, 2000 Ом.

Полученные результаты внесите в таблицу 1

Таблица 1

U	I ,mA	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110
R=0 Ом	I1
R=1000 Ом	I2
R=2000 Ом	I3

На одном графике постройте зависимости I=f(U) при постоянном световом потоке и разных сопротивлениях нагрузки R=0 Ом; 1000 Ом; 2000 Ом .

Задание 2. Исследовать световые характеристики

фоторезистора.

Для изменения светового потока между источниками света и фоторезисторами помещаются сеточки-фильтры, световой поток определяется выражением

Ф=ЕS , (8)

где Е – освещенность фоторезистора,

S – его рабочая поверхность.

Освещенность фоторезистора при разных сеточках-фильтрах измеряется с помощью прибора, который называется люксметром.

Эти измерения в нашем случае уже проведены.

Результаты измерений внесены в таблицу 2.

Таблица 2

№ сетки Е(лк)	Без сетки	№ 1	№ 2	№ 3	№ 4

Используя данные Таблицы 2 и формулу (8) определите значение светового потока Ф при разных сеточках, площадь данного фоторезистора S=2.8 10^-5 м². Полученные значения внесите в Таблицу 3.

Таблица 3

№ сеточки		Без сетки	№ 1	№ 2	№ 3	№ 4
Ф лм
Uа1=80 В	I , mА
Uа2=120 В

По результатам измерений на одном графике построить зависимости I=f(Ф) при Ua₁ и Ua₂ .