2.1光生伏特效应

第三象限为光电流区：可利用第三象限进行光电探测，即 光 照与产生的光电流成正比，这时要加反向电压。 第四象限为光电池区
第一象限不利用
2.1.2 PN结的光生伏特效应
(2)P-N结光伏效应
若入射光功率为 s , 光电流的大小为：
hv 二极管的伏安特性电流：
I j I 0Βιβλιοθήκη Baidu(exp( qV ) 1) kT
普通二极管单向性原理：
加正电压，外加电场削弱 了内建电场，有利于多数 载流子的扩散运动，形成 较大的结电流。 加反电压，外加电场增强 了内建电场，有利于少数 载流子的漂移运动，形成 较小的反向饱和电流。
Id
v
二极管伏安特性
反向饱和电流：
I0
扩散电流：
I1 I 0 exp(
eU ) kT
Ip q
s
Is
P
＋
N N
I0
V
－
I
那么流过PN结的电流为：
qV I I p I 0 (exp( ) 1) kT
光伏效应的根本原因：
光照引起了光生载流子对，光生载流子对 多数载流子的浓度影响不大，对少数载流 子的浓度影响明显。 少子漂移（反偏下更强），P区积累空穴， N区积累电子，产生光电势，且使得结电势 降低。


2.1 光生伏特效应 光生伏特效应简称为光伏效应，指光照使 不均匀半导体或半导体与金属组合的不同 部位之间相接触形成势垒，在光照下，激 发光生载流子，注入到势垒附近，产生光 生电压的现象。
势垒型光电探测器与光电导探测器的区别：


1.产生光电变换的部位不同 2.光电导探测器没有极性，工作时要加电压，结 型光电探测器有确定的正负极，加电压或不加电 压。 3.光电导探测器弛豫时间长，响应速度慢，响应 频率带宽小，结型光电探测器响应速度快，频率 特性好，另外，雪崩光电二极管与光电三极管都 有较大的增益，灵敏度高。
(1)半导体的PN结 P型 N型 P型 N型
Efp
能级弯曲的原因：
Efn
Ef
在热平衡条件下，同一体系具有相同的费米能级 能级是相对于电子来说的，在经过PN结时电场力做功，电势能降低 当扩散与漂移运动达到动态平衡时，结区形成稳定的内建电场，电 子克服内建电场力作功扩散，势能升高，形成接触电势。
(2 2)
(结电流)
eV I j I 0 (exp( ) 1) kT
(2 3)
I I p I 0 (exp(
qV ) 1) kT
短路电流为： I sc I s 开路电压：V kT ln( I p 1) oc q I0 说明：
。 。
I v
光电二极管有光 照与无光照时的 电流电压特性