微電子學概論ch8光電子器(更新版)
【正文】 的光電器件有光敏電阻。 光吸收（內光電效應） 下一頁 上一頁 過程： 當光照射到半導體材料上時 ， 價帶中的電子受到能量大于或等于禁帶寬度的光子轟擊 ， 并使其由價帶越過禁帶躍入導帶 ， 使材料中導帶內的電子和價帶內的空穴濃度增加 ， 從而使電導率變大 。 光發(fā)射（外光電效應） 下一頁 上一頁 光發(fā)射的方式 ?自發(fā)發(fā)射 ?受激發(fā)射 ?發(fā)光器件 ? 發(fā)光二極管：靠注入載流子自發(fā)復合而引起的自發(fā)輻射；非相干光 ?半導體激光器則是在外界誘發(fā)的作用下促使注入載流子復合而引起的受激輻射；相干光，具有單色性好、方向性強、亮度高等特點 下一頁 上一頁 ?受激輻射 和 自發(fā)輻射 產生的光的特點不同 受激輻射 光的頻率、相位、偏振態(tài)和傳播方向與入射光相同，這種光稱為 相干光 。 N2＞ N1的分布與正常狀態(tài)相反 ， 故稱為 粒子數(shù)反轉分布 。三層半導體置于 基片 (襯底 )上，前后兩個晶體面作為反射鏡構成法布里 珀羅 (FP)諧振腔。 它的結構特點是，在 P型半導體和 N型半導體之間夾著一層（相對）很厚的本征半導體。 當外加正向電壓時 ， 內部電場被削弱 ， 擴散運動加強 ， 能帶傾斜減小 ， 在 PN結形成一個增益區(qū) （ 粒子數(shù)反轉分布區(qū) ） ， 高濃度的電子和空穴進入激發(fā)態(tài) ，可產生自發(fā)輻射 。 下一頁 上一頁 ?半導體中導致光輻射的非平衡載流子復合 非平衡載流子： 處于激發(fā)狀態(tài)的少數(shù)載流子。 基于該效應的光電器件有半導體太陽能電池 。 ?光吸收（內光電效應） ?光發(fā)射（外光電效應） 下一頁 上一頁 當光照射在物體上，使物體的電阻率 ρ 發(fā)生變化，或產生光生電動勢的現(xiàn)象叫做 內光電效應 ，它多發(fā)生于半導體內。向外發(fā)射的電子叫做光電子。 ?發(fā)光過程： ?正向偏置下的載流子注入 ?復合輻射 ?光能傳輸 下一頁 上一頁 正向偏置下的載流子注入及復合輻射 （以同質 PN結為例） 正向偏置時的 pn結能帶圖 下一頁 上一頁 ?擴散電流 ?導致發(fā)光二極管輻射復合的主要電流。腔內物質具備粒子數(shù)反轉分布，可用其產生的自發(fā)輻射光作入射光，經(jīng)反射鏡反射沿軸線方向傳播的光被放大，沿非軸線方向傳播的光被減弱，反射光經(jīng)反射鏡多次反射不斷被放大，方向性不斷改善，使增益大幅度
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