P-N結(jié)中的載流子濃度保持平衡值
發(fā)布時(shí)間:2014/11/11 12:35:03 訪問次數(shù):1744
當(dāng)P-N結(jié)外電路短路時(shí), RTL8139DL這個(gè)光電流將全部流過短接回路,即從P區(qū)和勢壘區(qū)流人N區(qū)的光生電子將通過外短接回路全部流到P區(qū)電極處,與P區(qū)流出的光生空穴復(fù)合。因此,短接時(shí)外回路中的電流是,方向由P端經(jīng)外接回路流向N端。
這時(shí),P-N結(jié)中的載流子濃度保持平衡值,勢壘高度(圖10-10 (a)中的q(UD -∽)也無變化。
當(dāng)P-N結(jié)開路或接有負(fù)載時(shí),勢壘區(qū)電場收集的光生載流子便要在勢壘區(qū)兩邊積累,從而使P區(qū)電位升高,N區(qū)電位降低,造成一個(gè)光生電動(dòng)勢,如圖10-10 (b)所示。該電動(dòng)勢使原P-N結(jié)的勢壘高度下降為g(UD -∽。其中,U即光生電動(dòng)勢,它相當(dāng)于在
P-N結(jié)上加了正向偏壓。只不過這是光照形成的,而不是電源饋送的,這稱為光生電壓,這種現(xiàn)象就是光生伏特效應(yīng)。
光在半導(dǎo)體中傳播時(shí)的衰減是由于價(jià)帶電子吸收光子而從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶的結(jié)果,這種吸收光子的過程稱為本征吸收。硅的本征吸收系數(shù)隨入射光波長變化的曲線如圖10 -11所示。由圖可見,在紅外部分吸收系數(shù)小,紫外部分吸收系數(shù)大。這就表明,波長短的光子衰減快,穿透深度較淺,而波長長的光子則能進(jìn)入硅的較深區(qū)域。
對于光電器件而言,還常用量子效率來表征光生電子流與入射光子流的比值大小。其物理意義是指單位時(shí)間內(nèi)每入射一個(gè)光子所引起的流動(dòng)電子數(shù)。根據(jù)理論計(jì)算可以得到,P區(qū)在不同結(jié)深時(shí)的量子效率隨波長變化的曲線如圖10-12所示。圖中Xj表示結(jié)深淺的P-N結(jié)有較好的藍(lán)紫光靈敏度,深的P-N結(jié)則有利于紅外靈敏度的提高,半導(dǎo)體色敏器件正是利用了這一特性。
當(dāng)P-N結(jié)外電路短路時(shí), RTL8139DL這個(gè)光電流將全部流過短接回路,即從P區(qū)和勢壘區(qū)流人N區(qū)的光生電子將通過外短接回路全部流到P區(qū)電極處,與P區(qū)流出的光生空穴復(fù)合。因此,短接時(shí)外回路中的電流是,方向由P端經(jīng)外接回路流向N端。
這時(shí),P-N結(jié)中的載流子濃度保持平衡值,勢壘高度(圖10-10 (a)中的q(UD -∽)也無變化。
當(dāng)P-N結(jié)開路或接有負(fù)載時(shí),勢壘區(qū)電場收集的光生載流子便要在勢壘區(qū)兩邊積累,從而使P區(qū)電位升高,N區(qū)電位降低,造成一個(gè)光生電動(dòng)勢,如圖10-10 (b)所示。該電動(dòng)勢使原P-N結(jié)的勢壘高度下降為g(UD -∽。其中,U即光生電動(dòng)勢,它相當(dāng)于在
P-N結(jié)上加了正向偏壓。只不過這是光照形成的,而不是電源饋送的,這稱為光生電壓,這種現(xiàn)象就是光生伏特效應(yīng)。
光在半導(dǎo)體中傳播時(shí)的衰減是由于價(jià)帶電子吸收光子而從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶的結(jié)果,這種吸收光子的過程稱為本征吸收。硅的本征吸收系數(shù)隨入射光波長變化的曲線如圖10 -11所示。由圖可見,在紅外部分吸收系數(shù)小,紫外部分吸收系數(shù)大。這就表明,波長短的光子衰減快,穿透深度較淺,而波長長的光子則能進(jìn)入硅的較深區(qū)域。
對于光電器件而言,還常用量子效率來表征光生電子流與入射光子流的比值大小。其物理意義是指單位時(shí)間內(nèi)每入射一個(gè)光子所引起的流動(dòng)電子數(shù)。根據(jù)理論計(jì)算可以得到,P區(qū)在不同結(jié)深時(shí)的量子效率隨波長變化的曲線如圖10-12所示。圖中Xj表示結(jié)深淺的P-N結(jié)有較好的藍(lán)紫光靈敏度,深的P-N結(jié)則有利于紅外靈敏度的提高,半導(dǎo)體色敏器件正是利用了這一特性。
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