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!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!