2.1光生伏特效应

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2.1,光生伏特效应,光生伏特效应简称为,光伏效应,，指光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间相接触形成势垒，在光照下，激发光生载流子，注入到势垒附近，产生光生电压的现象。,势垒型光电探测器与光电导探测器的区别：,1.,产生光电变换的部位不同,2.,光电导探测器没有极性，工作时要加电压，结型光电探测器有确定的正负极，加电压或不加电压。,3.,光电导探测器弛豫时间长，响应速度慢，响应频率带宽小，结型光电探测器响应速度快，频率特性好，另外，雪崩光电二极管与光电三极管都有较大的增益，灵敏度高。,(1),半导体的,PN,结,P,型,N,型,P,型,N,型,E,fp,E,fn,E,f,能级弯曲的原因：,在热平衡条件下，同一体系具有相同的费米能级,能级是相对于电子来说的，在经过,PN,结时电场力做功，电势能降低,当扩散与漂移运动达到动态平衡时，结区形成稳定的内建电场，电子克服内建电场力作功扩散，势能升高，形成接触电势。,普通二极管单向性原理：,加正电压,，,外加电场削弱了内建电场，有利于多数载流子的扩散运动，形成较大的结电流。,加反电压，,外加电场增强了内建电场，有利于少数载流子的漂移运动，形成较小的反向饱和电流。,v,I,d,二极管伏安特性,(,结电流,),扩散电流：,反向饱和电流：,v,I,光电二极管有光照与无光照时的电流电压特性,短路电流为：,开路电压：,说明,：,第三象限为光电流区：可利用第三象限进行光电探测，即 光照与产生的光电流成正比，这时要加反向电压。,第四象限为光电池区,第一象限不利用,。,。,2.1.2 PN,结的光生伏特效应,(2)P-N,结光伏效应,N,N,P,V,I,s,I,0,I,二极管的伏安特性电流：,那么流过,PN,结的电流为：,光伏效应的根本原因：,光照引起了光生载流子对，光生载流子对多数载流子的浓度影响不大，对少数载流子的浓度影响明显。,少子漂移（反偏下更强），,P,区积累空穴，,N,区积累电子，产生光电势，且使得结电势降低。,