Внутрішній фотоефект у напівпровідниках

Мета роботи: експериментально встановити залежність опору напівпровідника від величини падаючого на нього потоку електромагнітного випромінювання та визначити чутливість фото резистора.

Прилади та обладнання: напівпровідниковий фото резистор ФСД-Г2, джерело світла (лампа), мікроамперметр та вольтметр постійного струму, джерело, що регулюється, постійної напруги (0-15В), джерело напруги (6,3В).

Методика експерименту.

Схема лабораторної установки показана на рис.1.

Світло від лампочки накалювання Л падає на фото резистор, змінюючи його опір. За допомогою вольтметру вимірюється напруга на фото резисторі, яка може змінюватись від 0 до 15В. Мікроамперметр вимірює силу струму, що проходить через фото резистор. При збільшенні падаючого світлового потоку опір шунта Rш підключається тумблером SA1 і максимальний струм, що вимірюється становить Imax=5 мА. При відключенні Imax= I мА. Падаючий світловий потік Фп можна зменшувати, збільшуючи відстань від лампи до фото резистора. Його величина розраховується

,

де I- сила світла лампи, S=28 mm –площа світлочутливого шару фото резистору, α=0 –кут між напрямком світлового потоку та нормальною до світлочутливої поверхні, r –відстань між лампами до фото резистора визначається по шкалі.

Можна визначити величину падаючого світлового потоку

Отже, падаючий світловий потік змінюється обернено пропорційно квадрату відстані r від фото резистора до лампи накалювання.

Порядок виконання роботи.

1. Встановити вимірювання сили струму Imax=5мА. Включити живлення фото резистора та лампи, встановити напругу 10 В. Визначити силу струму при мінімальній відстані r. Збільшуючи r через 1 см зняти залежність I (Фп) (при U =const) та побудувати графік.

2.Обчислити опір фото резистора Rф (Rф=U/Iф).для всіх значень сили струму та побудувати графік залежності Rф= f (Фп)

3. установити лампу біля фото резистора (r=1 см). Змінюючи вхідну напругу через I B, зняти залежність I(U) при Ф= const та побудувати графік. .

Тестові питання

1. Що називається фотоефектом? Види фотоефекту.

2. Рівняння Планка.

3. Формула Ейнштейна для фотоефекту.

4. Як залежить опір від світлового потоку?

5. Від чого залежить сила струму фото резистора?

6. Де застосовуються фоторезистори?