Фотопроводимость – это свойство полупроводников увеличивать электропроводность под воздействием электромагнитного излучения.
Удельная электрическая проводимость полупроводника в отсутствие внешнего воздействия на него, в том числе и света, определяется равновесной концентрацией свободных носителей заряда n0 и р0, генерируемых за счет тепловой энергии решетки:
γ0 = en0µn + ер0µР. (8.8)
При освещении полупроводника концентрация свободных носителей заряда в нем может возрасти за счет носителей, возбужденных поглощенными квантами света. При оптическом возбуждении электронов из валентной зоны в зону проводимости возникает пара свободных носителей – электрон и дырка. Если за счет света происходит переход электронов из валентной зоны на примесные уровни или с примесных уровней в зону проводимости, то образуются свободные носители одного знака – дырки или электроны. В соответствии с увеличением концентрации свободных носителей заряда в полупроводнике за счет облучения его светом возрастает и его удельная проводимость:
γ = еµn(n0 + 
n) + еµp(p0 + p), (8.9)
где Δn и Δр – концентрации неравновесных носителей заряда, возбужденных светом.
Освещение полупроводника светом не приводит к бесконечному росту концентрации неравновесных носителей заряда, так как по мере роста концентрации свободных носителей и числа свободных мест на примесных уровнях растет вероятность рекомбинации. Наступает момент, когда рекомбинация уравновесит процесс генерации свободных носителей заряда.
Рис. 8.8. Спектр поглощения полупроводника и спектральное распределение
Спектральная зависимость фотопроводимости, очевидно, должна соответствовать спектру поглощения полупроводника (рис. 8.8). Однако, как видно из рис. 8.8, в области края собственного поглощения наблюдается не только длинноволновый (как у поглощения), но и коротковолновый спад фотопроводимости. Этот спад объясняется тем, что при hv >> ∆W0 коэффициент поглощения очень велик, и весь свет практически поглощается в очень тонком поверхностном слое.
Рис. 8.9. Изменение фотопроводимости полупроводника при освещении
Если учитывать равенство подвижностей равновесных и неравновесных электронов, то изменение фотопроводимости при освещении полупроводника прямоугольным импульсом света будет происходить по тем же законам, что и изменение концентрации свободных носителей заряда (рис. 8.9).