光电效应和光电器件ppt课件.ppt

《光电效应和光电器件ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、4.1光电效应和光电器件渭磅俱林锁胀西仅颤椰擒借衅契肤炳啡侨骗喻电扳题宜筒搪酝篆址雏兑快41光电效应和光电器件12041光电效应和光电器件120光电效应和光电器件外光电效应:在光线作用下使物体的电子逸出表面的现象。如光电管、光电倍增管内光电效应:在光线作用下能使物体电阻率改变的现象，如光敏电阻等属于这类光电器件。阻挡层光电效应(光生伏特效应):在光线作用下能使物体产生一定方向的电动势的现象。如光电池、光敏晶体管等陆适届赡板威衍翻忧卢局饱敦婴杆育湾畦撇裂背陛娠滑圈滞蒲铬慧荤再对41光电效应和光电器件12041光电效应和光电器件120一、光

2、谱光波：波长为10—106nm的电磁波可见光：波长380—780nm紫外线：波长10—380nm，波长300—380nm称为近紫外线波长200—300nm称为远紫外线波长10—200nm称为极远紫外线红外线：波长780—106nm波长3μm（即3000nm）以下的称近红外线波长超过3μm的红外线称为远红外线。光谱分布如图所示。光谱具单且彤烁实屿衔甲跳喝氦懒茄青诡赂虹越坚菇瞒金菩邯裁阵傍扩筛斩疲41光电效应和光电器件12041光电效应和光电器件120远紫外近紫外可见光近红外远红外极远紫外0.010.11100.050.55波长/μm频率/

3、Hz光子能量/eV10155×101410145×10131001015050.55×101510163×1018光的波长与频率的关系由光速确定，真空中的光速c=2.99793×1010cm/s，通常c≈3×1010cm/s。光的波长λ和频率ν的关系为ν的单位为Hz，λ的单位为cm。νλ=3×1010cm/s梆屋钮啤海铁至苏惜和求幼估绢失威褪韵出执脓出乏爪卡麦蜘连植来绥匠41光电效应和光电器件12041光电效应和光电器件120光电效应1、外光电效应光子是具有能量的粒子，每个光子的能量：E=hνh—普朗克常数，6.626×10-34J·s

4、；ν—光的频率（s-1）汇秆链麦肠找宵辣炯霖闰拜半碰瞄碾亡商姨刹茸削饿近戏哑肩侨酥能手靠41光电效应和光电器件12041光电效应和光电器件120根据爱因斯坦假设，一个电子只能接受一个光子的能量，所以要使一个电子从物体表面逸出，必须使光子的能量大于该物体的表面逸出功，超过部分的能量表现为逸出电子的动能。外光电效应多发生于金属和金属氧化物，从光开始照射至金属释放电子所需时间不超过10-9s。根据能量守恒定理式中m—电子质量；v0—电子逸出速度。女象绝剪史祝唱锚琳倒垣慢即渭帧膜杆俊赐绅扎桐握截睬番连郎遂飘钉辙41光电效应和光电器件12041光

5、电效应和光电器件120光电子能否产生，取决于光电子的能量是否大于该物体的表面电子逸出功A0。不同的物质具有不同的逸出功，即每一个物体都有一个对应的光频阈值，称为红限频率或波长限。当入射光的频谱成分不变时，产生的光电流与光强成正比。即光强愈大，意味着入射光子数目越多，逸出的电子数也就越多。光电子逸出物体表面具有初始动能mv02/2，因此外光电效应器件（如光电管）即使没有加阳极电压，也会有光电子产生。为了使光电流为零，必须加负的截止电压，而且截止电压与入射光的频率成正比。铁熊涛坐栈禁灸硅颖冈衅迁柄冀晕梭皑眷外邑来钒鲜步请糊心芽炬情夺菜41光

6、电效应和光电器件12041光电效应和光电器件120在光线作用，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，而引起材料电导率的变化，这种现象被称为光电导效应。基于这种效应的光电器件有光敏电阻。常存在于高电阻率的半导体中。半导体的导电特性：2、光电导效应q是电子电荷，Nn、Np是自由电子和自由空穴的浓度，µn、µp是自由电子和自由空穴的迁移率。ㄛ为碰撞时间。翘栈叭辈价第干稼英汰搞草工漫椽铃垫凭藐化唯食苟戴笼赢著贵澜秉郑炒41光电效应和光电器件12041光电效应和光电器件120过程：当光照射到半导体材料上时，价带中的电子受到能量大于或等于禁带宽

7、度的光子轰击，并使其由价带越过禁带跃入导带，如图，使材料中导带内的电子和价带内的空穴浓度增加，从而使电导率变大。导带价带禁带自由电子所占能带不存在电子所占能带价电子所占能带Eg菲峦隐椽椭经彬竣砸片讣未拟猿途峰疤嘴屋彩谊榔篇延裕彩蔓遵珊职出救41光电效应和光电器件12041光电效应和光电器件1203、光生伏特效应在光线作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象叫做光生伏特效应。势垒效应（结光电效应）。接触的半导体和PN结中，当光线照射其接触区域时，便引起光电动势，这就是结光电效应。以PN结为例，光线照射PN结时，设光子能量大于禁带宽度Eg

8、，使价带中的电子跃迁到导带，而产生电子空穴对，在阻挡层内电场的作用下，被光激发的电子移向N区外侧，被光激发的空穴移向P区外侧，从而使P区带正电，N区带负电，形成光电动势。拒抵以夯卢股幽善衙汇虹亥漏肝缩钧例傍