Bog'liq YARIM O’TKAZGICH HAM O’TKAZGICH TOK TASHUVCHILAR VA ULARDAGI FARQ
2. Ichki fotoeffektning elektr o‘tkazuvchanlikdagi roli. Fotorezistorlar, fotoelementlar
N
a) b)
25.2-rasm.
obirjinsli yarimo‘tkazgichlarda o‘tkazuvchanlikning o‘zgarishidan tashqari potensiallar farqi ham (foto-EYUK) paydo bo‘ladi. Fotogalvanik effekt deb atalgan bu hodisaning sababi shundaki, yarimo‘tkazgichlar bir tomonli o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lgani uchun o‘tkazgich hajmidagi optik jihatdan uyg‘otilgan va manfiy zaryadga ega bo‘lgan elektronlar o‘z elektronlarini yo‘qotgan atomlar yaqinida paydo bo‘ladigan va musbat zaryadga ega bo‘lgan kovaklardan fazoviy ajratiladi. Elektron va kovaklar yarimo‘tkazgichning qarama-qarshi uchlarida yig‘iladi, natijada elektr yurituvchi kuch vujudga kelib, tashqi EYUK berilmasa ham yoritilgan yarimo‘tkazgichga parallel ulangan yuklama qarshilik (nagruzka) orqali elektr toki o‘ta boshlaydi. SHu tarzda yorug‘lik energiyasi elektr energiyasiga bevosita aylantiriladi. Xuddi shu sababli yorug‘likning fotogalvanik qabul qilgichlari yorug‘lik signallarini qayd qilish uchungina emas, balki elektr zanjirlarida elektr energiyasi manbai sifatida ishlatiladi. Ushbu effektning turli xil ko‘rinishlari mavjud: 1) o‘tishda ventil (barer) li foto-EYUK ning paydo bo‘lishi; 2) diffuziyali foto-EYUK ning paydo bo‘lishi (Dember effekti); 3) magnit maydoniga joylashtirilgan yarimo‘tkazgich yoritilganida foto-EYUK ning paydo bo‘lishi (fotomagnitoelektr effekt yoki Kikoin-Noskov effekti).
o‘tishdagi fotoeffekt. -tipdagi yarimo‘tkazgich bilan -tipdagi yarimo‘tkazgichlarning kontaktini qaraymiz. Kontakt sohasida energetik zonalarning o‘zaro siljishiga olib keluvchi zonalarning egrilanishi ro‘y beradi (25.2,a-rasm). Rasmda shtrix chiziqlar bilan Fermi sathi (termodinamik muvozanat holatida -sohaning Fermi sathi -sohaning Fermi sathi bilan ustma-ust tushadilar), 1 bilan o‘tkazuvchanlik zonasining osti va 2 bilan valent zonasining tepasi belgilangan. -sohada asosiy tashuvchilar kovaklar hisoblanadilar; ularning konskentratsiyasi o‘tkazuvchanlik elektronlarining konsentratsiyasidan ko‘p marta kattadir. -sohada teskari manzara kuzatiladi; u erda elektronlar asosiy tashuvchilar hisoblanadilar. Elektronlarning konsentratsiyasi yuqori bo‘lgan soha ( -soha) dan ularning konsentratsiyasi kichik bo‘lgan soha ( -soha) ga diffuziyalanishiga balandligi ga teng bo‘lgan potensial barer to‘sqinlik qiladi. – kontakt potensiallar farqi. Xuddi shuni kovaklarning diffuziyalanishiga ham qayd qilib o‘tish mumkin. Boshqacha qilib aytganda, o‘tishdagi kontakt potensiallar farqi asosiy tashuvchilarning «o‘z» sohalaridan ketishiga to‘sqinlik qiladi. SHu bilan u noasosiy tashuvchilarning boshqa sohaga o‘tishiga yordamlashadi (biroq bunga mos keluvchi tashuvchilarning, ularning ketishi mumkin bo‘lgan sohada yuqori konsentratsiyada ekanligi to‘sqinlik qiladi).
Faraz qilaylik, -yarimo‘tkazgichga tashqari tomondan energiyasi taqiqlangan zona kengligidan katta bo‘lgan fotonlar oqimi tushayotgan bo‘lsin (25.2,b-rasm). Fotonlar o‘tkazuvchanlik elektronlarini va kovaklarni generatsiyalaydilar va bu hosil bo‘lgan tashuvchilar -soha orqali o‘tish yo‘nalishida diffuziyalana boshlaydilar. O‘tkazuvchanlik elektronlari -soha uchun noasosiy tashuvchilar bo‘lganli uchun o‘tishdagi ichki maydon ularni -sohaga «tortadi». Kovaklar esa -sohada asosiy tashuvchilar hisoblanadilar, shuning uchun o‘tishdagi ichki maydon ularni tormozlaydi va orqasiga -sohaga qaytaradi. Natijada optik generatsiyalangan elektronlarning va kovaklarning fazoviy bo‘linishi ro‘y beradi; -yarimo‘tkazgich musbat zaryad, -yarimo‘tkazgich manfiy zaryad oladi, bu esa foto-EYUK ning paydo bo‘lishiga ekvivalentdir. Bunda -sohadagi va -sohadagi Fermi sathlari bir-biriga nisbatan ga siljiydi, bu erda – foto-EYUK; kontakt potensiallar farqi ga kamayadi (25.2,b-rasm).
