微電子學(xué)概論ch8光電子器(專業(yè)版)
【正文】 腔內(nèi)物質(zhì)具備粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，可用其產(chǎn)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，使增益大幅度提高。向外發(fā)射的電子叫做光電子。 基于該效應(yīng)的光電器件有半導(dǎo)體太陽能電池 。 當(dāng)外加正向電壓時 ， 內(nèi)部電場被削弱 ， 擴散運動加強 ， 能帶傾斜減小 ， 在 PN結(jié)形成一個增益區(qū) （ 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布區(qū) ） ， 高濃度的電子和空穴進入激發(fā)態(tài) ，可產(chǎn)生自發(fā)輻射 。三層半導(dǎo)體置于 基片 (襯底 )上，前后兩個晶體面作為反射鏡構(gòu)成法布里 珀羅 (FP)諧振腔。 光發(fā)射（外光電效應(yīng)） 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(fù)合而引起的自發(fā)輻射；非相干光 ?半導(dǎo)體激光器則是在外界誘發(fā)的作用下促使注入載流子復(fù)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(chǎn)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 ?；谶@種效應(yīng)的光電器件有光敏電阻。 ? 若 N2＞ N1， 受激吸收小于受激輻射 ， 光通過該物質(zhì)時 ， 光強會放大 ， 該物質(zhì)成為 激活物質(zhì) 。這樣， PN結(jié)的內(nèi)電場就基本上全集中于 I 層中，提高光電探測器的靈敏度 PSi NSi ISi PIN管結(jié)構(gòu)示意圖 PIN光電二極管 下一頁 上一頁 OUTLINE 固體中的光吸收和光發(fā)射 半導(dǎo)體發(fā)光二極管 半導(dǎo)體激光器 光電探測器 半導(dǎo)體太陽能電池 下一頁 上一頁 半導(dǎo)體太陽能電池 ?吸收光輻射而產(chǎn)生電動勢，它是半導(dǎo)體太陽能電池實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的理論基礎(chǔ) ?產(chǎn)生光生伏特效應(yīng)的兩個基本條件： ? 半導(dǎo)體材料對一定波長的入射光有足夠大的光吸收系數(shù)，即要求入射光子的能量 h?大于或等于半導(dǎo)體的禁帶寬度 Eg ? 具有光生伏特結(jié)構(gòu)，即有一個內(nèi)建電場所對應(yīng)的勢壘區(qū) 下一頁 上一頁 下一頁 上一頁 ?影響太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的主要因素有：表面太陽光的反射、 pn結(jié)漏電流和寄生串聯(lián)電阻等 下一頁 上一頁 作業(yè)
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