Экспериментальная установка и методика измерений
Принципиальная схема измерительной установки для исследования фотопроводимости представлена на рис. 5.
Свет от источника света Л с помощью оптической системы ОС фокусируется на входную щель S1 монохроматора Мх. Световой поток можно модулировать механическим модулятором М и ослаблять с помощью фильтров Ф. Из выходной щели S2 монохроматора излучение направляется на образец полупроводника и полностью поглощается в нем, вызывая фотопроводимость. Переменный электрический ток, возникающий за счет фотопроводимости, вызывает напряжение на нагрузочном сопротивлении , а затем усиливается усилителем У и измеряется электронным вольтметром ЭВ и одновременно сигнал контролируется осциллографом.
Источником света в измерительной установке служит вольфрамовая лампа накаливания.
Модулятор света представляет собой диск с вырезами, который вращается электромотором. Частота модуляции света определяется числом оборотов электромотора и числом вырезов в диске.
Разложение света по длинам волн осуществляется с помощью монохроматора УМ-2. Величина спектрального интервала , выходящего из монохроматора, зависит от ширины выходной щели S2 и дисперсии прибора
Количество световой энергии, проходящей через выходную щель монохроматора
где a – коэффициент пропорциональности.
Найдем соотношение между переменным сигналом U, возникающем на RН, и изменением электропроводности образца под действием света. Пусть сопротивление образца уменьшается при освещении на , тогда ток в цепи образца при освещении и в темноте равны соответственно
|
|
и (13)
.
Определяя из (13), затем, выражая через U, получим для электрической проводимости следующее выражение.
. (14)
Если , то (14) преобразуется к виду:
(15)
Таким образом, изменение электрической проводимости полупроводника и переменное напряжение на нагрузочном сопротивлении пропорциональны друг другу.
Задание
В приведенной схеме (рис. 5) для исследуемого образца , , т.е. . При этих условиях
.
1. Измерить спектральную зависимость фотопроводимости в относительных единицах, т.е. , используя зависимость длины волны от угла поворота барабана монохроматора , которая приводится в табл. 1. Измерение проводить через каждые 100-200 и построить график .
2. Снять осциллограмму фотопроводимости и по ней определить время жизни фотоносителей. Для этого необходимо убедиться в том, что фотопроводимость падает со временем по экспоненциальному закону. В этом случае время жизни – это время, в течение которого падает в раза.
|
|
Контрольные вопросы
1. Что такое фотопроводимость как физическое явление и как физическая величина?
2. Изобразить схему возможных оптических переходов при собственной и примесной фотопроводимости.
3. Изобразите спектральную характеристику собственной и примесной фотопроводимости и объясните их.
4. Что такое линейная и квадратичная рекомбинации и каковы условия для их реализации?
5. Как зависит фотопроводимость от времени при ее нарастании и спаде:
а) для малого уровня возбуждения;
б) для сильного уровня возбуждения.
6. Какова люксамперная характеристика фотопроводимсти?
Лабораторная работа № 7
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 433; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!