Elktroisch Baulmt Für Studt ds FB ET / IT Prof. M. Hoffma Hadout 5 Photolitu i Halblitr Hiwis: Bi d Hadouts hadlt s sich um auswählt Schlüsslfoli ud Zusammfassu. Di Hadouts rrästir icht d vollstädi Ihalt dr Vorlsu.
Photolitu i Halblitr Dr ir hotolktrisch Effkt / dr ir Fotoffkt: Erzuu quasifrir, hotoiduzirtr Ladusträr durch Absortio dr Eri ifalldr Photo im Ir vo Halblitr Photoiduzirt Paarbildu Aru Erhöhu Ladusträrkoztratio Erhöhu Rkombiatiosrat r Störu ds thrmisch Glichwichts ds Halblitrs Rkombiatio hotoiduzirtr Ladusträr schrittwis Rlaxatio brzt Lbsdaur τ dr hotoiduzirt Ladusträr Eistllu is u Glichwichts vo Paarbildu ud Rkombiatio bi Eistrahlu E L itrisischr Halblitr mit Badlück E G - Halblitr mit Badlück ΔE D - Halblitr mit Badlück ΔE A E D E ΔE Photo D E Photo E G E Photo E A ΔEA E V + r r hot hot hot r + hot r hotoiduzirt itrisisch Ladusträr hotoiduzirt Eilitu hotoiduzirt xtrisisch Ladusträr hotoiduzirt Störstlllitu E L + quasifri hotoiduzirt Elktro im Litusbad quasifri hotoiduzirt Dfktlktro im Valzbad Litusbad Halblitr; E V Valzbad Halblitr; E D Litusbad Doator; E D Litusbad Akztor
Photolitu i Halblitr Photolitu: Ädru dr lktrisch Litfähikit bzw. ds lktrisch Widrstads is Fstkörrs utr Absortio vo lktromatischr Strahlu Di Eri dr Photo E Photo muss midsts dr Bidusri ΔE dr Elktro E G, ΔE D, odr ΔE A ds Halblitrs tsrch: E Photo = h f c = h λ E Strahlusfluss Φ: Ei Maß für di istrahlt Gsamtri Φ [V], [W], [Joul], [Lux], [Cadla],v ~ EPhoto f Grzfrquz λ Grzwlllä -15 h = 4,1 10 Vs lakschs Wirkusquatum c 300.000.000 m/s Lichtschwidikit γ=0,9 γ=0,8 Strahlusflussdicht S : Strahlusfluss Φ bzo auf di bstrahlt Fläch A [W/m ], [Joul/m ] S ( λ ) =Φ ( λ)/ A Photowidrstad: RS ( )~ 1 S γ RS ( ) = R S γ D D γ S S Strahlusflussdicht i W/m RS ( ) strahlusabhäir Widrstad i Ω S Duklstrahldicht i W/m D RD Duklwidrstad i Ω GS ( ) strahlusabhäir Litwrt i Ω -1 γ Stilhit, ihitlos, tyisch 0,5 bis 1, 1 γ=0,7 γ=0,65 γ=0,65 Bluchtusstärk E v [Lux] Strahlusflussdicht S [W/m ] 3
Photolitu i Halblitr Ladusträrdicht ds hotoaktivirt Halblitrs für E F E F mit quasi-frmilvl dr Elktro E F ( T) = Ei + kt l( / i) quasi-frmilvl dr Dfktlktro E F ( T) = Ei kt l( / i) Gschwidikit v ud Bwlichkit µ dr Elktro im lktrisch Fld E: Gsamtstrom I = Stromfluss dr Elktro I + Stromfluss dr Dfktlktro I : Elktrostrom = f (thrmisch rirt Elktro + hotoiduzirt Elktro) Löchrstrom = f (thrmisch rirt Dfktlktro + hotoiduzirt Dfktlktro Szifisch Litfähikit σ: Szifischr Widrstad ρ = 1/σ: Widrstad R = ρ l /A: ( T ) ( T ) v =µ E Gschwidikit v P ud Bwlichkit µ P dr Dfktlktro im lktrisch Fld E: v Q I = = I + I t I= v A+ v A σ = ( µ + µ ) 1 ρ= ( µ + µ ) R 1 l = ( µ + µ ) A T v, µ Φ v, µ =µ E T v, µ i ( T ) E F ( T, Φ) E mit Elmtarladu = 1,6 10-19 As kt F ( T, Φ) T T Φ Φ Φ v, µ T I, I, I Φ I, I, I T σ Φ σ T ρ Φ ρ T R Φ R 4
Photolitu i Halblitr Dyamischs Vrhalt ds Photowidrstads Aufrud dr brzt Lbsdaur τ dr hotoiduzirt Ladusträr stllt sich ach ir Auslichszit t i Glichwicht zwisch dr Etsthu hotoiduzirtr Ladusträr ud dr Rkombiatio i. Widrstadsädru rairt trä auf Ädru dr Eistrahlu la Auslichszit bi Ei- ud Ausschaltvora Asrchzit t r : R(t r ) / R D (t=0) = 63% idri Grzfrquz f 5
Photolitu i Halblitr Dr ir hotolktrisch Effkt ist abhäi vo dm Absortiosvrhalt ds vrwdt Halblitrmatrials. R(λ) R(λ 0 ) λ =530 m E G =,3 V Cadmiumsulfid Cadmiumslid λ =653 m E G = 1,9 V rlativ sktral Emfidlichkit Wlllä E G [V] Wlllä λ [µm] λ [µm] 6