1 Überblick über die Sensorik

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330 6.5 Photoleiter 6.5 Photoleiter 331
t tr ist eine zusammengesetzte Transitzeit; bei Ladungsträgern unterschiedlicher Beweglichkeit
wird sie im wesentlichen festgelegt durch die Transitzeit der schnelleren
(beweglicheren) Ladungsträgersorte. Das Einsetzen von (6) und (9) in (8) erbringt:
Häufig geht man von den flächenbezogenen Größen auf die absoluten über:
Empfindliche Photoleiter haben daher große Minoritätsträgerlebensdauern, dafür müssen
aber hohe Zeitkonstanten, d.h. eine geringe Bandbreite der Frequenz, in Kauf genommen
werden.
Als spektrale Empfindlichkeit des Photoleiters gemäß der Definition (6.2-5) ergibt sich
d.h. die geometrischen Größen des Photoleiters fallen heraus. Würde jedes Elektron-
Loch-Paar genau einen Ladungsträger erzeugen, welcher der Photoleitung über die
gesamte Länge l zur Verfügung steht, dann wäre die Änderung des Photostroms gleich
der Elektronenladung, multipliziert mit der Anzahl der pro Zeit erzeugten Ladungsträger,
also mit (5):
Das Verhältnis von Minoritätsträgerlebensdauer zur Transitzeit hat also die Bedeutung
eines Verstärkungs- oder Multiplikationsfaktors M o :
d.h. die Charakteristik eines idealen Quantenzählers gemäß Bild 6.2-2. Die spektrale
Empfindlichkeit bezüglich der Spannungsänderung bei konstantem Strom über dem
Photoleiter folgt einfach aus
Beim Übergang auf eine zeitlich periodische Bestrahlung können wir das Ergebnis aus
Band 2, Abschnitt 6.3, übernehmen: die Form der Kontinuitätsgleichung bleibt im
Wechselstromfall erhalten, wenn wir die Minoritätsträgerlebensdauer τ p ersetzen
durch die komplexe Größe (ω = Kreisfrequenz der periodischen Anregung)
Dieser hängt bei Anliegen elektrischer Felder unterhalb der Sättigungsfeldstärke von
der wirkenden Spannung U ab. Aus (9) folgt:
Aus (16) folgt daraus für die spektrale Empfindlichkeit im Wechselstromfall:
Tab. 6.5-1 zeigt die Kenndaten wichtiger photoleitender Sensoren.
Bei großen elektrischen Feldstärken oberhalb des Sättigungswertes geht die Driftgeschwindigkeit
nach Band 2, Bild 4.3.3-5, in eine Sättigungsgeschwindigkeit v s über,
die in der Größenordnung von 10 7 cm/s liegt. Damit folgt aus (13):
Tab. 6.5-1 Kenndaten von Ausführungen wichtiger photoleitender Sensoren (nach [6.2])