СТАЦИОНАРНОЙ ФОТОПРОВОДИМОСТИ

Наиболее часто для измерения стационарной фотопроводимости и характеризующих ее параметров используют схему, представленную на рис.4:

 

Рис. 4. Схема измерения стационарной фотопроводимости

 

Образец освещается светом (как правило, модулированным). Фототок вызывает падение напряжения на сопротивлении R, включенном последовательно с образцом. Это напряжение измеряется электронным вольтметром.

Найдем связь между напряжением d U, измеряемым вольтметром, и фотопроводимостью dG образца, возникающей при его освещении.

Без освещения через образец протекает ток, величина которого определяется сопротивлением образца 1/G и сопротивлением нагрузки R:

 

(3.1)

 

При освещении образца ток возрастает на величину dI, обусловленную фотопроводимостью:

 

(3.2)

 

Увеличение тока приводит к изменению напряжения на сопротивлении:

 

(3.3)

 

откуда получаем соотношение между фотопроводимостью и напряжением:

 

(3.4)

 

Как видно из (3.4), связь между фотопроводимостью и измеряемым напряжением нелинейна, для вычисления фотопроводимости кроме dU необходимо измерить U и G. В частном случае, когда сопротивление R мало по сравнению с (G+dG)–1, то dU << U, и соотношение (3.4) принимает вид:

 

(3.5)

 

Этот режим измерения характерен тем, что при освещении образца электрическое поле его сохраняется неизменным и существует линейная зависимость между измеряемым напряжением и фотопроводимостью.

 

Когда же сопротивление R выбирают много больше сопротивления образца, осуществляется режим постоянного тока и, как следует из (3.4),

 

(3.6)

 

то есть зависимость dG от dU снова нелинейна.

Выражения (3.5) и (3.6) справедливы при произвольном уровне возбуждения, так как никаких предположений относительно величины dG не делалось. Однако если относительное изменение проводимости при освещении мало, т. е. dG << G, то из (3.3) следует:

(3.7)

 

или при освещении образца светом, модулированным по интенсивности

 

(3.7*)

 

где U_~ – амплитуда переменного напряжения.

Выражение (3.7) показывает, что в случае низкого уровня возбуждения линейная связь между фотопроводимостью и измеряемым напряжением осуществляется при любой величине сопротивления R. С целью получения максимальной величины напряжения dU (U~) сопротивление R выбирают равным сопротивлению образца, при этом

 

(3.8)

 

а в случае модулированного освещения

 

(3.8*)