光电子器件介绍.pptx

《光电子器件介绍.pptx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、1.光电导长度对光电流的影响知识回顾2.光电导灵敏度定义光电导灵敏度为Sg:单位入射的光功率所产生的光电导提高增益的措施：增加载流子的寿命光电导增益：表示长度为L的光电导体两端加上电压后，单位时间内流过外电路的载流子数与内部产生的载流子数比值。3.光电导增益4.光电导惰性弱光强光稳定前：撤光后：稳定前：撤光后：光电导材料从光照开始到获得稳定的光电流是要经过一定时间的。同样光照停止后光电流也是逐渐消失的。这些现象称为弛豫过程或惰性。5.前历效应是指光敏电阻的响应特性与工作前的“历史”有关的一种现象。前历效应有暗态前历效应与亮态前历效应之分。第三章结型光电器件知识准备1.费米能级EF：反映电子的

2、填充水平，是电子统计规律的一个基本概念。2.费米分布函数：电子达到热平衡时，能量为E的能级被电子占据的几率。3.金属，半导体和绝缘体的能带及费米能级在能带中的位置：4.金属半导体接触：半导体器件必须与外部电路相连接，这种连接是通过金属—半导体结来实现的，这种金属—半导体结称为金属半导体接触。4.1金属的功函数Wm：金属的功函数表示为一个起始能量等于费米能级的电子，由金属内部逸出到真空中所需要的最小能量。功函数的大小标志着电子在金属中束缚的强弱，功函数越大，电子越不容易离开金属。4.2真空能级E0：电子达到完全自由而不受核的作用时所具有的能级。4.3半导体的功函数Ws：半导体的功函数是把一个起始

3、能量等于费米能级的电子，由内部逸出到真空中所需要的最小能量。4.4半导体的电子亲和能χ：亲和能表示要使半导体导带底的电子逸出体外所需的最小能量。对半导体而言，二者之差是指导带底部与费米能级的能量差。E0Wm(EF)mEv(EF)SE0EnχWsEc金属中的电子势阱半导体的功函数和电子亲合力肖特基接触Ev(EF)SEnχWsEcWm(EF)mE0金属和n型半导体接触能带图(Wm>Ws)(a)接触前(a)肖特基接触WmEFq(V’s-Vm)EvEnχWsEcD金属和n型半导体接触能带图(Wm>Ws)(b)间隙很大(b)肖特基接触qVDqфnsEcEFEvEnEcqVDqфnsEFq(V’s-Vm)

4、EvEnχWm金属和n型半导体接触能带图(Wm>Ws)(c)紧密接触；(d)忽略间隙(c)(d)肖特基接触金属和n型半导体接触能带图(Wm

5、器件。光电池、光电二极管、光电晶体管、光电场效应管、PIN管、雪崩光电二极管、光可控硅、阵列式光电器件、象限式光电器件、位置敏感探测器、光电耦合器件等。光伏探测器的工作特性要复杂一些。通常有光电池和光电二极管之分，也就是说光伏探测器有着不同的工作模式。因此在具体讨论光伏探测器的工作特性之前，首先必须弄清楚它的工作模式问题。2.1结型光电器件的工作原理为了便于理解在后面将要引入的光伏探测器的等效电路，有必要先讨论一下光伏探测器的光电转换规律。PN结光伏探测器的典型结构如图所示。2.1结型光电器件工作原理mA为了说明光功率转换成光电流的关系，设想光伏探测器两端被短路，并用一理想电流表记录光照下流过

6、回路的电流，该电流为短路光电流（一）热平衡状态下的PN结P型材料和N型材料紧密接触，在交界处就形成PN结在热平衡条件下，PN结中净电流为零如果有外加电压时结内平衡被破坏，此时流经PN结的电流方程？ID与外加电压有关当U=0时？当U>0时？当U<0时？P型材料和N型材料紧密接触，在交界处就形成PN结在热平衡条件下，PN结中净电流为零。如果有外加电压时结内平衡被破坏，此时流经PN结的电流方程为ID与外加电压有关热平衡状态下的PN结PN结在同一片半导体基片上，分别制造P型半导体和N型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了PN结。1．PN结的形成P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－

7、－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场E漂移运动扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽，空间电荷区越宽。内电场越强，就使漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。空间电荷区，也称耗尽层。PN结的形成漂移运动P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场E所以扩散和漂移这一对相反