Zur Sättigung von Photoströmen in starken elektrischen Feldern

In früheren Untersuchungen wurde gezeigt, daß sich im Grenzfall kleiner Störungen des Gleichgewichts alle Photoleiter ohne Störstellen in vier Gruppen einteilen lassen, die sich hinsichtlich der Sättigung der Photoströme unterscheiden. Dem entspricht, wie hier gezeigt wird, eine Einteilung aller Halbleiter in vier Gruppen im Hinblick auf eine Injektion von Ladungsträgern aus den Kontakten: nur Minoritätsträger, nur Majoritätsträger, sowie beide Trägersorten sowohl in Stör‐ als auch in Eigenleitern. Es wird ferner gezeigt, daß die früher abgeleiteten Beziehungen nach einfachen Substitutionen auch für Halb‐ und Photoleiter mit Störstellen gelten. Für den Grenzfall kleiner Abweichungen vom Gleichgewicht erhält man so allgemein gültige Ausdrücke für die Sättigung von Photoströmen, für die Injektion von Ladungsträgern und die dazu notwendigen Feldstärken. Man kann auch die zeitlich veränderlichen Photoströme in analoger Weise untersuchen, nämlich durch eine Fourier‐Analyse der Anregungsfunktion. Für jede Komponente der Frequenz ω erhält man die Photoströme bei sinusförmiger Anregung, indem man alle Größen von der Bedeutung einer Zeit τ durch einen Relaxationsterm τ/( 1 + i ω τ) in den früheren Ausdrücken für die stationären Ströme ersetzt. Für einen Photoleiter ohne Störstellen gibt es zwei solcher Zeiten, nämlich die dielektrische Relaxationszeit τ R und die Rekombinationslebensdauer τ der Minoritätsträger. Für einen Photoleiter mit Rekombinationszentren und je einer Art von Haftstellen für Minoritäts‐ und Majoritätsträger erhält man dagegen außer τ R vier charakterstische Zeiten, von denen die zeitlich veränderlichen Photoströme abhängen. Im allgemeinen sind diese Zeiten verschieden von den mittleren Lebensdauern, die sich aus den Konzentrationen im stationären Zustand ergeben.