光生伏特效應(yīng)講解課件.ppt

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1、2.1光生伏特效應(yīng)光生伏特效應(yīng)簡稱為光伏效應(yīng)，指光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬組合的不同部位之間相接觸形成勢壘，在光照下，激發(fā)光生載流子，注入到勢壘附近，產(chǎn)生光生電壓的現(xiàn)象。勢壘型光電探測器與光電導(dǎo)探測器的區(qū)別：1.產(chǎn)生光電變換的部位不同2.光電導(dǎo)探測器沒有極性，工作時要加電壓，結(jié)型光電探測器有確定的正負極，加電壓或不加電壓。3.光電導(dǎo)探測器弛豫時間長，響應(yīng)速度慢，響應(yīng)頻率帶寬小，結(jié)型光電探測器響應(yīng)速度快，頻率特性好，另外，雪崩光電二極管與光電三極管都有較大的增益，靈敏度高。(1)半導(dǎo)體的PN結(jié)P型N型P型N型EfpEfnEf能級彎曲的原因：在熱平衡條件下，同一

2、體系具有相同的費米能級能級是相對于電子來說的，在經(jīng)過PN結(jié)時電場力做功，電勢能降低當(dāng)擴散與漂移運動達到動態(tài)平衡時，結(jié)區(qū)形成穩(wěn)定的內(nèi)建電場，電子克服內(nèi)建電場力作功擴散，勢能升高，形成接觸電勢。普通二極管單向性原理：加正電壓，外加電場削弱了內(nèi)建電場，有利于多數(shù)載流子的擴散運動，形成較大的結(jié)電流。加反電壓，外加電場增強了內(nèi)建電場，有利于少數(shù)載流子的漂移運動，形成較小的反向飽和電流。vId二極管伏安特性(結(jié)電流)擴散電流：反向飽和電流：vI光電二極管有光照與無光照時的電流電壓特性短路電流為：開路電壓：說明：第三象限為光電流區(qū)：可利用第三象限進行光電探測，即光照與產(chǎn)生的光電

3、流成正比，這時要加反向電壓。第四象限為光電池區(qū)第一象限不利用。。2.1.2PN結(jié)的光生伏特效應(yīng)(2)P-N結(jié)光伏效應(yīng)NNPVIsI0I二極管的伏安特性電流：＋－那么流過PN結(jié)的電流為：光伏效應(yīng)的根本原因：光照引起了光生載流子對，光生載流子對多數(shù)載流子的濃度影響不大，對少數(shù)載流子的濃度影響明顯。少子漂移（反偏下更強），P區(qū)積累空穴，N區(qū)積累電子，產(chǎn)生光電勢，且使得結(jié)電勢降低。