光電子器件的基本特性(參考版)
2025-05-15 01:31本頁面
【正文】 。 以上五種吸收中，只有 本征吸收 和 雜質(zhì)吸收能夠直接產(chǎn)生非平衡載流子， 引起光電效應(yīng) 。自由載流子吸收不會(huì)改變半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性。 ?自由載流子吸收 對(duì)于一般半導(dǎo)體材料，當(dāng)入射光子的頻率不夠高時(shí)，不足以引起電子產(chǎn)生能帶間的躍遷或形成激子時(shí)，仍然存在著吸收，而且其強(qiáng)度隨波長(zhǎng)增大而增強(qiáng)。吸收光子能量產(chǎn)生激子的現(xiàn)象稱為 激子吸收 。 ? 激子吸收 當(dāng)入射到本征半導(dǎo)體上的光子能量 hv小于 Eg，或入射到雜質(zhì)半導(dǎo)體上的光子能量 hv小于雜質(zhì)電離能（ Δ ED或 Δ EA）時(shí)，電子不產(chǎn)生能帶間的躍遷成為自由載流子，仍受原來束縛電荷的約束而處于受激狀態(tài)。 顯然，雜質(zhì)吸收的長(zhǎng)波限 DLE???ALE???由于 EgΔED或 ΔEA ，因此，雜質(zhì)吸收的長(zhǎng)波長(zhǎng)總要長(zhǎng)于本征吸收的長(zhǎng)波長(zhǎng)。 相當(dāng)于受主能級(jí)上的空穴吸收光子能量躍入價(jià)帶 。 若 hv大于等于施主電離能 ΔED， 雜質(zhì)原子的外層電子將從雜質(zhì)能級(jí) （ 施主能級(jí) ） 躍入導(dǎo)帶 ，成為自由電子 。 2)半導(dǎo)體對(duì)光的吸收 ? 顯然，發(fā)生本征吸收的條件是光子能量必須大于半導(dǎo)體的禁帶寬度 Eg，才能使價(jià)帶 EV上的電子吸收足夠的能量躍入到導(dǎo)帶底能級(jí) EC之上，即 由此，可以得到發(fā)生本征吸收的光波 長(zhǎng)波限 （ 32） gEhv ?ggLEEhc ??? （ 33） 只有波長(zhǎng)短于的入射輻射才能使器件產(chǎn)生本征吸收，改變本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性 。 同時(shí)，在價(jià)帶中留下一個(gè) 自由空穴，產(chǎn)生電子 空穴 對(duì)。 本征吸收 :(半導(dǎo)體光電器件最主要的光吸收 ) 在不考慮熱激發(fā)和雜質(zhì)的作用時(shí)，半導(dǎo)體中的電子基本上處于價(jià)帶中，導(dǎo)帶中的電子很少。為此一般引入 NEP的倒數(shù) —— 探測(cè)率 D來表示探測(cè)器的探測(cè)能力 1 1/m inD NE PP??? 由于探測(cè)率與探測(cè)器面積以及測(cè)量系統(tǒng)的帶寬有關(guān)，對(duì)于比較不同類型、不同工作狀態(tài)探測(cè)器的探測(cè)性能存在不便，為此，更常用的是采用比探測(cè)率 D* ? 即用單位測(cè)量系統(tǒng)帶寬和單位探測(cè)器面積的噪聲電流來衡量探測(cè)器的探測(cè)能力?？梢杂霉庾V響應(yīng)曲線所圍面積形象的表示為： 光源固定，面積 A1不變，吻合程度越大，面積 A2越大。 suuRP?siiRP?響應(yīng)率反映了器件的靈敏程度，又稱為靈敏度或積分靈敏度。 2).響應(yīng)率 (積分響應(yīng)率 )指的是光電器件對(duì)連續(xù)輻射通量的反應(yīng)。 維恩位移定律 1).光譜響應(yīng)率 suduRdP?? ?光譜靈敏度符號(hào)為 Rλ指的是光電器件 對(duì)單色輻射通
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