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内光电效应所对应的光电元件,内光电效应

发布时间:2023-12-05 21:36:20编辑:温柔的背包来源:

很多朋友对内光电效应所对应的光电元件,内光电效应不是很了解,每日小编刚好整理了这方面的知识,今天就来带大家一探究竟。

内光电效应所对应的光电元件,内光电效应

当光照射到物体上时,物体的电阻率发生变化,或者说光生电动势的现象称为内光电效应,多发生在半导体中。根据工作原理的不同,内部光电效应可分为光电导效应和光伏效应两大类。(1)光电导效应作用于光,电子从束缚态到自由态吸收光子能量,引起材料电导率的变化。这种现象被称为光电导效应。基于这种效应的光电器件有光敏电阻。

过程:当光线照射到半导体材料上时,价带中的电子受到能量大于或等于禁带宽度的光子的轰击,它们从价带跳到导带,如图所示,增加了导带中电子和价带中空穴在材料中的浓度,从而增加了电导率。为了实现能级跃迁,入射光的能量必须大于光导材料的带隙Eg,即在公式中,和分别为入射光的频率和波长。

材料的光电导性能取决于禁带宽度。对于光电导材料,总有一个照射光的波长极限0。只有当波长小于0的光照射在光电导体上时,电子能级之间才会发生跃迁,从而增加光电导体的电导率。(2)光伏效应物体在光的作用下能够产生一定方向的电动势的现象称为光伏效应。基于这种效应的光电器件包括光电池、光电二极管和三极管。(1)势垒效应(结光电效应)。

在接触半导体和PN结中,当光照射到接触区域时,会引起光伏力,这就是结光电效应。以PN结为例。当光照射PN结时,假设光子能量大于禁带宽度Eg,使得价带中的电子跃迁到导带,产生电子-空穴对。在势垒层电场的作用下,光激发的电子向N区外部移动,光激发的空穴向P区外部移动,从而使P区带正电,N区带负电,形成光电动势。横向光电效应。

当半导体光电器件受到不均匀光照时,载流子浓度的梯度会产生横向光电效应。当被照射部分吸收入射光子的能量产生电子-空穴对时,被照射部分的载流子浓度大于未被照射部分,出现载流子浓度梯度,因此载流子会扩散。

如果电子的迁移率大于空穴,那么空穴的扩散不明显,然后电子扩散到不发光的部分,导致发光部分带正电,不发光部分带负电,发光部分和不发光部分产生光电动势。基于这种效应的光电器件,如半导体光电位置敏感器件(PSD)。

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