光電子復(fù)習(xí)參考第4章-wenkub
2023-05-22 01:33:09 本頁面
【正文】 半導(dǎo)體pn結(jié)勢壘，金屬與半導(dǎo)體接觸的肖特基勢壘，以及異質(zhì)結(jié)勢壘等等。 當 時， M 1，就有電流增益效果。 顯然，在無光照射時，常溫下的樣品具有一定的熱 激發(fā)載流子濃度，因而樣品具有一定的暗電導(dǎo)率，其表 達式為： 光照射后，產(chǎn)生光生載流子，則光照穩(wěn)定情況下的 電導(dǎo)率為： )( 000 pn pne ??? ??])()[( 00 pn ppnne ??? ??????∴ 光電導(dǎo)率為： ∴ 光電導(dǎo)則為 ： 上式也可變?yōu)椋? N型雜質(zhì) P 型雜質(zhì) )( pn pne ??? ?????LApneLAGpn )( ??? ????????LAneGn????LAneGp???? 對本征情況，如果： 式中： N 光輻射每秒鐘產(chǎn)生的電子 空穴對數(shù)目， AL 半導(dǎo)體體積 ， ， 電子和空穴的平均壽命。 * 半 導(dǎo) 體 ： 在 0oK 溫度時，導(dǎo)電載流子濃度 == 0； 在 0oK 溫度時，由于熱激發(fā)產(chǎn)生載流子（電子、 空穴），在擴散過程中又受到復(fù)合作用而消失。 = : 表示電子以零速度逸出，即靜止在發(fā)射 表面上； ：產(chǎn)生光電發(fā)射的入射光波的截止頻率。 探測器見書 106頁表 光電管，光電倍增管，像增強管，光導(dǎo)管或光敏電阻，光電池，光電二極管，雪崩光電二極管，肖特基勢壘光電二極管，光電磁探測器，光子牽引探測器 ？其數(shù)學(xué)表達式及物理意義是什么？光電發(fā)射效應(yīng)產(chǎn)生的條件是什么？利用光電發(fā)射效應(yīng)制作的探測器有哪些？ （ 1）光電發(fā)射效應(yīng)（外光電效應(yīng)） ①定義 ： 在光照下，物體向表面的外空間發(fā)射電子（光 電子）的現(xiàn)象稱為光電發(fā)射效應(yīng) 。 光子效應(yīng)分類 ： ① 外光電效應(yīng) : 光電發(fā)射效應(yīng) ② 內(nèi)光電效應(yīng) : 光電導(dǎo)效應(yīng)，光伏效應(yīng)， 光電磁效應(yīng)。效應(yīng)？哪些屬于外光電效應(yīng)？哪些屬于內(nèi)光電效應(yīng)？ 167。 ？其物理實質(zhì)、特點及分類是什么？利用光子效應(yīng)制作的探測器有哪些？ 1 光子效應(yīng) 定 義 ： 單光子對產(chǎn)生的光電子起直接作用的光電效應(yīng)。 ② 數(shù)字表達式 ： 著名愛因斯坦方程描述了光電發(fā)射效應(yīng) . 或 其中： ：電子離開發(fā)射體表面時的動能， m：電子質(zhì)量， ：電子離開時的速度， ：光子能量， ：光電發(fā)射體的功函數(shù)（逸出功），從材料表面 逸出時所需的最低能量。 如用波長表示，則為： chE ?? ? ??c?cEhc ????? 因為： ， 產(chǎn)生光電發(fā)射的入射光截止波長 （普朗克常數(shù)） 所以： 可見： 小的發(fā)射體，需要 大的光輻射產(chǎn)生光電發(fā)射； 大的發(fā)射體，需要 小的光輻射產(chǎn)生光電發(fā)射。 在熱平衡條件下，單位時間內(nèi)： 熱生載流子產(chǎn)生數(shù)目 ===因復(fù)合而消失的數(shù)目 因此，在熱平衡下，導(dǎo)帶和價帶維持著一定數(shù)目的電子和空 穴濃度，它們的平均壽命分別表示為： 和 。 所以，本征光電導(dǎo)為： 其中： eN光輻射每秒鐘激發(fā)的電荷量 由于光電導(dǎo)的增益 ΔG ，使外回路產(chǎn)生電流增益 Δi ： 式中 V是外電壓 。 )(2 ppnnLVeN iM ???? ????nnn LVLVM ?? ???2ntnnt ??探測器：光導(dǎo)管或光敏電阻 （結(jié)合 pn結(jié)圖示說明）？請畫圖說明短路光電流是如何產(chǎn)生的？并推導(dǎo)出其數(shù)學(xué)表達式。 本節(jié)主要討論 pn 結(jié)的光伏效應(yīng)的原理。 此時沒有靜電流流過 pn結(jié)。 )( 0 VVe ?* 在反偏狀態(tài)下： 當 pn結(jié)反向偏置時，施加的電壓方向與自建電場的方向 相同，勢壘高度增 加 ( )，空 間電荷區(qū)增寬。 因光生空穴對 p 區(qū)空穴濃度影響小，光生電子對 p 區(qū)電子濃度的影響大，則從 p 區(qū)表面向 p 區(qū)內(nèi)自然形成電子擴散趨勢。此時，用電壓表就能量出 p 區(qū)正， n 區(qū)負的開路電壓。 假定： * 光生電子 空穴對在 pn結(jié)的 結(jié)區(qū) 耗盡區(qū)內(nèi)產(chǎn)生。 光伏探測器是 結(jié)型 ，只有結(jié)區(qū)附近光產(chǎn)生光伏效應(yīng) . ② 光電導(dǎo)探測器 沒有 極性 ，工作必須外加 偏壓 。 pn 結(jié)光伏探測器的典型結(jié)構(gòu)及作用原理如圖所示。 除了 Q 項外，光伏和光導(dǎo)的其它物理量都可
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