3. Метод модуляции проводимости

Существует несколько методов измерения времени жизни неравновесных носителей заряда - световые и импульсные. Из импульсных методов наиболее распространенным является метод модуляции проводимости. В этом методе используется явление измерения сопротивления модуляции базовой области p-n-перехода или точечного контакта металл-полупроводник при введении неосновных носителей.

Носители вводятся в базовую область через p-n-переход посредством импульса прямого тока. Сопротивление базовой области в результате этого уменьшается, что приводит к уменьшению падения напряжения на образце (рис.3.1). Через некоторое время достигается стационарное значение падения напряжения, соответствующее стационарной неравновесной концентрации.

После окончания первого импульса число неравновесных носителей заряда уменьшается вследствие рекомбинации, что приводит к увеличению сопротивления образца.

Спустя некоторое время t_зад к образцу прикладывается второй импульс тока. Если время задержки t_зад   , то амплитуда напряжения импульса на образце под действием второго импульса тока будет меньше, чем под действием первого, т.к. не все неравновесные носители успевают рекомбинировать. Зависимость разности амплитуд от времени задержки дается выражением

, (3.1)

где С - соответствует n₀ в (2.2).

Рис.3.1. Импульсы прямого тока (а) и соответствующие им

импульсы падения напряжения на образце (b)

Логарифмируя выражение (2.1), получим уравнение прямой, наклон которой в координатах определяет время жизни:

. (3.2)

Таким образом, для нахождения  необходимо построить график зависимости и определить ее наклон (рис.3.2).

Рис.3.2. Зависимость логарифма разности амплитуды импульсов

падения напряжения от времени задержки.

4. Описание установки

Функциональная схема установки для измерения времени жизни неравновесных носителей заряда методом модуляции проводимости показана на рис.4.1.

Рис.4.1. Схема установки для измерения времени жизни неравновесных носителей заряда методом модуляции проводимости.

Сдвоенные прямоугольные импульсы с выхода генератора через сопротивление R подаются на объект исследования D. В качестве объекта исследования в работе используются полупроводниковые диоды. На экране осциллографа наблюдаем падение напряжения на диоде. Осциллограф синхронизирован с генератором импульсов.

5. Порядок выполнения работы

1. Соберите схему установки согласно рис.4.1, при этом:

- выход генератора Г5-60 через приставку подключите на вход осциллографа;

- вход "синхронизация осциллографа" подключите к выходу "V₀" генератора.

2. Установите органы управления на приборах в следующие положения:

Г5 - 60

- режим работы - " ";

- "период T S " - "000199";

- "временной сдвиг D1 S " - "000020";

- "временной сдвиг D2 S " - "000020";

- "переключатель множитель" - "X1";

- тумблер " " - " ";

- переключатели "длительность S " - "9 + 0,9 x "1 ";

- переключатели "режим работы" - " " "1 ";

- переключатели "амплитуда V " - "1 " + "8 " + "0 ";

- переключатели "база смещения" - "0 " + "0 " + "2 ";

С1 - 72

- "вольт/дел" - "0,2";

- "время/дел" - "10 S ";

- "синхронизация" - " ".

3. Включите генератор и осциллограф и после прогрева приборов приступайте к работе. В работе исследуются германевый (D7D) и кремниевый (D223) диоды.

4. Получить на экране осциллографа картину как на рис.2.1(б). Длительность инжектирующего импульса выбрать так, чтобы наблюдалось насыщение падения напряжения на образце U₁ , а время задержки t_зад > 3 (в этом случае U₁ = U₂).

5. Уменьшая t_зад , получить зависимость для предложенных образцов. Результаты занести в таблицу.

6. Построить графики .

7. По наклону линейной зависимости определить время жизни.