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陷阱效应及其对光电导的影响
陷阱效应及其对光电导的影响
半导体中的杂质和缺陷在禁带中形成能级，它们的作用除了起施主、受主和复合中心作用外，还能引起陷阱效应。
在热平衡情况下，每种杂质能级上都有一定数目的电子，通过电子的俘获和激发过程与能带之间保持平衡。当半导体处于非平衡态时，这种平衡遭到破坏，引起杂质能级上电子数目的变化。
若电子增加了，则说明该能级能收容一部分电子；若电子减少了，则可以看成该能级收容了空穴。
非平衡载流子注入将使Nt上电子数变化
光电导的驰豫代表光电导对于光强变化反应的快慢。
通常引入驰豫时间来表征光电导上升和下降所需时间的长短，弛豫时间定义为 上升和下降到定态值的一半所用时间，对于小注入，为 ；对于大注入，为 。
讨论：定态光电导
线性光电导： (与光强成正比)
抛物线性光电导：
(与光强平方根成正比)
定态光电导越大，光敏电阻的灵敏度越高。
线性光电导中， 越大，定态值 越大，则光敏电阻灵敏度越高。但对于高频信号，驰豫时间必须足够短，光电导才能跟上光信号的变化。所以，实际应用中，既要灵敏度高，又要驰豫时间短，则需要选择适当材料来制作器件。
1. 陷阱效应：杂质或缺陷能级对某一种非平衡载流子的显著积累作用。 （所俘获的非平衡载流子数目可以与导带或价带中非平衡载流子数目相比拟）
具有显著陷阱效应的杂质能级，称为陷阱，相应的杂质或缺陷称为陷阱中心。
考虑到陷阱能级对电子和空穴的俘获与激发过程，稳定时由电子的净复合率=空穴的净复合率可得：
可见，此时杂质对非平衡载流子没有显著的陷阱效应。而实际上，有时cn，cp常常相差很大。
（P214, 7.198式）
(10.90)
若 ，陷阱俘获一个电子后，很难再俘获一个空穴引起复合，这种陷阱就是电子陷阱。
则若 ，陷阱为空穴陷阱。
(1)、
(2)、设 ，(10.90)式中略去含Cp的项，有：
n0若为多子，通常Nt<< n0 ，陷阱效应不显著；n0若为少子，如果Nt> n0，陷阱效应显著。
实际的陷阱问题大都是少数载流子的陷阱效应。
设半导体为N型，在禁带中除了复合中心能级 以外，还存在少数载流子的陷阱能级 。
3. 陷阱对稳态光电导的影响：
陷阱中的空穴：
陷阱作用1：
陷阱的作用使得过剩多子浓度比无陷阱时高出许多倍
陷阱作用3：陷阱使多子的稳态寿命比少子的大得多。
陷阱的存在增大了光电导的上升和下降的弛豫时间，光电导上升（要填充陷阱能级）；
光电导衰减（陷阱中的载流子缓慢释放）。
陷阱作用4：对光电导衰减的影响：
以电子陷阱为例：电子被陷阱俘获后，基本上不能直接与空穴复合，它们必须先被激发到导带，然后才能通过复合中心复合。电子被激发到导带之前在陷阱中的平均存在时间，一般比导带电子的寿命要长得多，因此：

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