Оптоэлектроника

Время отклика фотопроводника

Время отклика фотопроводника, подверженного воздействию нестационарного оптического сигнала С7 (/), может быть получено из (11.3я, б). Существенные ха­рактеристики в рассматриваемом случае могут быть легко получены в предположе­нии однородного освещения. Интегрируя (11.3я) по толщине материала (от 0 до А как в (11.14л)) и учитывая квантовую эффективность, мы немедленно приходим к динамическому уравнению:

(11.29)

Ряд возможных случаев иллюстрируется рисунком 11.7:

• Световой импульс прямоугольной формы с началом при / = 0 и окончанием при / = Т « т (рис. 11.7л), Уравнение (11.29) показывает, что в этом случае отклик материала будет мгновенным, но не будет сопровождаться усилением: в материале сразу устанавливается концентрация Дл1о1, при этом она определяется полным числом поглощенных фотонов = ?]СорТ. После окончания импульса концентрация спадает экспоненциально с характеристическим временем жизни г.

• Световой импульс прямоугольной формы и большой длительности с началом при / = О (рис. 11.76). В этом случае концентрация носителей дается (11.29) в виде:

А«,о, = ^Соре''/г

Таким образом, время отклика фотопроводника равно времени жизни носителей в материале.

• Синусоидально изменяющаяся засветка (7ор(0 = Соръпш. Интегрирование (11.29) следует сразу и приводит к синусоидальному отклику Ая1о1(0 = &пш(а))ьп(аХ + ф), при этом:

(11.31)

Таким образом, фотопроводник ведет себя как полосовой фильтр с частотой от­сечки 1/2ят.

<3

Ор

Т«т

Рис. 11.7. Временная эволюция отклика фотопроводника при импульсной засветке (а), резком прерывании засветки (б) и синусоидально модулированной зас­ветке (в).

Эти три результата дают представление об особой дилемме, стоящей перед фо­топроводниками. Материалы с большей обнаружительной способностью одновре­менно обладают большими временами жизни носителей и худшими временными характеристиками.

Рисунок 11.8 показывает частотную зависимость фотопроводника для двух различных времен жизни носителей. Этот результат является иллюстрацией утвер­ждения: максимальное усиление х ширина полосы = const.