【摘要】:基于内光电效应的光电元件有光敏电阻,以及由光敏电阻制成的光导管等。在阻挡层内电场的作用下,被激发的电子移向N区的外侧,被激发的空穴移向P区的外侧,从而使P区带正电,N区带负电,形成光电动势。
1.光电导效应
在光线作用下,电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态而使物体电阻率改变的现象称光电导效应。
有些半导体在黑暗的环境下,它的电阻是很高的,但当它受到光线照射时,若光子能量γ大于本征半导体材料的禁带宽度Eg,则禁带中的电子吸收一个光子后就足以跃迁到导带,激发出电子-空穴对,从而加强了导电性能,使阻值降低,且照射的光线愈强,阻值也变得愈低,光照停止,自由电子与空穴逐渐复合,电阻又恢复原值。基于内光电效应的光电元件有光敏电阻,以及由光敏电阻制成的光导管等。
2.光生伏特效应(www.xing528.com)
在光线作用下能使物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应。它可分为两类:
(1)结光电效应。以PN结为例,当光照射PN结时,若光子能量γ大于半导体材料的禁带宽度Eg,则使价带的电子跃迁到导带,便产生一个自由电子-空穴对。在阻挡层内电场的作用下,被激发的电子移向N区的外侧,被激发的空穴移向P区的外侧,从而使P区带正电,N区带负电,形成光电动势。基于结光电效应的光电元件有光电池和光电晶体管等。
(2)侧向光电效应。当光照射半导体光电器件的灵敏面时,光照部分吸收光子能量便产生自由电子-空穴对,这部分的载流子浓度比未被光照部分的载流子浓度大,就产生了浓度梯度,由光照部分和未被光照部分的载流子浓度梯度产生的电动势,称为侧向光电效应。基于侧向光电效应的光电元件有位置光敏元件等。
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