Спектральная чувствительность фотодиодов в барьером шоттки

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Приборостроительный факультет

Кафедра «Микро- и нанотехника»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Физика полупроводников и диэлектриков»

на тему

«СПЕКТРАЛЬНАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ФОТОДИОДОВ С БАРЬЕРОМ ШОТТКИ»

Исполнитель: студент группы 11304120

Шведов А.В

Руководитель: доцент каф. МНТ, к.т.н.

Сернов С.П.

Минск 2022 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ        4

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ        5

1.        ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ        6

1.1 Электронно-дырочный переход под воздействием света        6

1.2 Вольт-амперные характеристики освещенного p-n-перехода        7

1.3        Характеристики фотодиодов        8

1.4 Фотодиоды с барьером Шоттки        9

1.5        Фотоэффект на барьере Шоттки        12

1.5.1 Спектральная зависимость фототока контакта металл-полупроводник        13

ЗАКЛЮЧЕНИЕ        14

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ        15

ВВЕДЕНИЕ

Электронные приборы, в которых управление током осуществляется с помощью света, называются фотоэлектрическими приборами.
К ним относятся: ионные и электронные фотоэлементы, фотоэлектронные умножители, фоторезисторы, фотогальванические элементы, фотодиоды и фототранзисторы.

В электронных и ионных фотоэлементах находит практическое применение внешний фотоэффект - возникновение эмиссии электронов при облучении поверхности металла или полупроводника светом. Установленная в 1888 г. А. Г. Столетовым пропорциональность тока фото-электронной эмиссии величине светового потока составляет основу действия этих фотоэлементов.
В фотоэлектронных умножителях также используется фотоэффект, по полученный фототок подвергается усилению путем вторичноэмиссионного умножения.
В фоторезисторах находит применение внутренний фотоэффект — возникновение неравновесных электронно-дырочных пар в полупроводнике под действием света, обусловливающее сильную зависимость электрического сопротивления полупроводника от интенсивности падающего па него света.
В фотогальванических элементах, фотодиодах н фототранзисторах используется фотогальванический эффект - возникновение электродвижущей силы в р-n-переходе в
результате разделения полем перехода электронно-дырочных пар, образующихся под действием света. Фотогальванические элементы сами являются источниками электродвижущей силы и могут работать без источников питания. Указанным свойством обладают также фотоэлементы, в которых используется фотомагнитоэлектрический эффект, открытый в 1934 г. И. К. Кикоиным и М.М. Носковым.

В этих приборах образующиеся под действием света электронно-дырочные пары диффундируют от поверхности вглубь полупроводника, где разделяются поперечным магнитным полем, что и обусловливает появление фотоэлектродвижущей силы.

Фотоэлектрические приборы находят широкое и разнообразное применение в науке и технике в качестве элементов, управляемых светом. Фотогальванические элементы, обладающие высоким КПД, позволяют осуществлять прямое преобразование солнечного света в электричество, чем обеспечивают использование неисчерпаемого источника энергии для космических кораблей и спутников [1].

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

 – интеграл Ферми;[pic 1]

 – энергия уровня Ферми;[pic 2]

- концентрацию носителей;[pic 3]

 ,  – эффективные плотности состояний в зоне проводимости и валентной зоне, приведенные к краям этих зон, примыкающим к запрещенной зоне; [pic 4][pic 5]

 и  — функции распределения Ферми-Дирака, описывающие заполнение электронами состояний зоны проводимости и валентной зоны;[pic 6][pic 7]

 и  — плотности состояний в соответствующих зонах;[pic 8][pic 9]

 — прозрачность туннельного барьера;[pic 10]

 — некий коэффициент;[pic 11]