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光电效应

2012-10-20 08:13:22 4286 电信号

0 本帖最后由 86hupeng 于 2012-12-3 09:03 编辑概述：光电传感器是将被测量的变化通过光信号变化转换成电信号，具有这种功能的材料称为光敏材料，做成的器件称光敏器件。光敏器件种类很多，如：光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏二极管、光敏晶极管、光电池、光电耦合器件（CCD）、光纤等等。 8．1 光电效应传统的光敏器件利用各种光电效应，光电效应可分为：外光电效应内光电效应：光电导效应光生伏特效应 8．1．1外光电效应在光线作用下，电子逸出物体表面向外发射称外光电效应。光照射物体时，电子吸收入射光子的能量，每个光子具有的能量是： E=hy h——普朗克常数(J、S、y) y——光的频率（Hz），波长短，频率高，能量大一个电子逸出的能量（动能）为1/2mvv, 由能量守恒定律有： E=hy=1/2mvv+A 如果光子的能量E大于电子的逸出功A，超出的能量表现在电子逸出的功能，电子逸出物体表面，产生光电子发射。能否产生光电效应，取决于光子的能量是否大于物体表面的电子逸出功。 8．1．2内光电效应光电导效应入射光强改变物质导电率的物理现象称光电导效应。这种效应几乎所有高电阻率的半导体都有，这是由于在入射光线作用下，电子吸收光子能量，电子从价带被激发到导带上，过渡到自由状态。同时价带也因此形成自由空穴，使导带的电子和价带的空穴浓度增大，引起电阻率减少。为使电子从价带激发到导带，入射光子的能量E0应大于禁带宽度Eg。基于光电导效应的光电器件有光敏电阻。图8—1 光电导效应光生伏特效应光生伏特效应是半导体材料吸收光能后，在PN结上产生电动势的效应。为什么PN结会因光照产生光生伏特效应呢？有下面两种情况：不加偏压的PN结；当光照射在PN结时，如果电子能量大于半导体禁带宽度（E0 ＞ Eg） ,可激发出电子—空穴对，在PN结内电场作用下空穴移向P区，电子移向N区，使P区和N区之间产生电压，这个电压就是光生伏特效应产生的光生电动势。基于这种效应的器件有光电池。图8—2PN结因光照产生电动势处于反偏的PN结无光照时P 区电子和N区空穴很少，反向电阻很大，反向电流很小；当有光照时，光子能量足够大，产生光生电子—空穴对，在PN结电场作用下，电子移向N区，空穴移向P区，形成光电流，电流方向与反向电流一致，并且光照越大，光电流越小。具有这种性能的器件有：光敏二极管、光敏晶体管，从原理上讲，不加偏压的光电二极管就是光电池。图8—3 为PN结加反向偏压 2
2012-10-20 08:13:22　　评论淘帖0 举报相关推荐 • 光电效应的基本原理是什么光电效应的发展历程 7456 • 光电效应原理详解光电效应应用实例 2365 • 光电效应实验 2369 • 光电效应 2930 • 光电效应的应用有哪些光电效应的基本原理是什么 4237 • 内光电效应和外光电效应的区别 29411 • 外光电效应 13904 • 光电效应教案 2368 • 解释光电效应 1801 • 光电效应课件 0 1 个讨论