第二章光電檢測(cè)器件工作原理及特性-wenkub
2022-08-29 13:01:54 本頁(yè)面
【正文】 造成溫度的升高，從而引起物質(zhì)相關(guān)電學(xué)特性變化。即光生電動(dòng)勢(shì)。 光生伏特效應(yīng) 達(dá) 到內(nèi)部動(dòng)態(tài)平衡的半導(dǎo)體 PN結(jié)，在光照的作用下，在 PN結(jié)的兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，稱(chēng)為光生電動(dòng)勢(shì)。 雜質(zhì)半導(dǎo)體中施主或受主吸收光子能量后電離中，產(chǎn)生自由電子或空穴，從而增加材料電導(dǎo)率的現(xiàn)象。表明，光電導(dǎo)增益越大，光電靈敏度越高，而器件的帶寬越低。同樣光電流的消失也是逐漸的。 即：光子能量 hv大于材料禁帶寬度 Eg的入射光，才能激光出電子空穴對(duì)，使材料產(chǎn)生光電導(dǎo)效應(yīng)。 物理本質(zhì)： 光照到半導(dǎo)體材料時(shí)，晶格原子或雜質(zhì)原子的束縛態(tài)電子吸收光子能量并被激發(fā)為傳導(dǎo)態(tài)自由電子，引起材料載流子濃度增加，因而導(dǎo)致材料電導(dǎo)率增大。第二章 光電檢測(cè)器件工作原理及特性 ? 光電檢測(cè)器件的物理基礎(chǔ) ? 光電導(dǎo)效應(yīng) ? 雜質(zhì)光電導(dǎo)效應(yīng) ? 光生伏特效應(yīng) ? 光熱效應(yīng) ? 光電檢測(cè)器件的特性參數(shù) ?光電效應(yīng)：物質(zhì)受光照射后，材料電學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化（發(fā)射電子、電導(dǎo)率的改變、產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)）現(xiàn)象。 (屬于內(nèi)光電效應(yīng)。 針對(duì)本征半導(dǎo)體材料 ,即： hvEg 即存在截止波長(zhǎng)： λ 0=hc/Eg=。弛豫現(xiàn)象說(shuō)明了光電導(dǎo)體對(duì)光強(qiáng)變化的反應(yīng)快慢程度，稱(chēng)為惰性。反之亦然。 雜質(zhì)半導(dǎo)體禁帶寬度比本征小很多，因此更容易電離，響應(yīng)波長(zhǎng)比本征材料要長(zhǎng)得多。這就是光生伏特效應(yīng)。 Ip P N _ _ _ _ VD V+ 光照 P N Ec Ev EF eVD 無(wú)光照 有光照 P N Ec Ev EF eVDeV 形成過(guò)程： 空穴 電子 光生（正向）電壓產(chǎn)生正向注入電流（由 P指 N）： I+=Is[exp(qV/kT)1] I+ 當(dāng) PN結(jié)外接回路時(shí)，總電流與光生電流和結(jié)電流之間關(guān)系： I=IpI+=IpIs[exp(qV/kT)1] 負(fù) 載接入外回路，電流為 I，則 PN結(jié)兩端電壓為： V=(kT/q)ln[(IpI)/Is+1] PN結(jié)開(kāi)路時(shí)， I=0，求得開(kāi)路電壓： Voc =(kT/q)ln (Ip/Is+1) 可 見(jiàn) Voc與 Ip為非線(xiàn)性關(guān)系。 光熱效應(yīng) 可 分為 :熱釋電效應(yīng)、輻射熱計(jì)效應(yīng)及溫差電效應(yīng) 熱釋電效應(yīng) 介 質(zhì)溫度在光照作用下溫度發(fā)生變化，介質(zhì)的極化強(qiáng)度隨溫度變化而變化，引起表面電荷變化的現(xiàn)象。可以在這些電荷被中和之前測(cè)量到。 特點(diǎn) ：（與測(cè)輻射計(jì)、溫差熱電堆等比較） 頻率特性好，
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