第01章光辐射探测的理论基础.pptVIP

1.3.1半导体的光电效应1.光电导效应2.光伏效应3.光电发射效应4.光电转换的基本规律第94页，共159页，星期日，2025年，2月5日2.光伏效应NPPN结光一块半导体，P区与N区的交界面称为PN结。PN结受到光照时，可在PN结的两端产生电势差，这种现象则称为光伏效应。1.3.1半导体的光电效应第95页，共159页，星期日，2025年，2月5日1)PN结的形成扩散形成：离子区耗尽区空间电荷区阻挡层内建电场(结电场)浓度差异E2.光伏效应第96页，共159页，星期日，2025年，2月5日2.光伏效应1)PN结的形成漂移内建电场自建电场E扩散与漂移方向相反第97页，共159页，星期日，2025年，2月5日2.光伏效应1)PN结的形成扩散==漂移平衡PN结第98页，共159页，星期日，2025年，2月5日2.光伏效应1)PN结的形成（多子）扩散（少子）漂移浓度差异内建电场第99页，共159页，星期日，2025年，2月5日2.光伏效应PN结的形成摘自教育部新世纪网络课程《电子技术》—大连海事大学制作第100页，共159页，星期日，2025年，2月5日2.光伏效应2)PN结能带与势垒结合前结合后费米能级与导带或价带的相对位置由材料掺杂决定一个平衡系统只能有一个费米能级第101页，共159页，星期日，2025年，2月5日2.光伏效应2)PN结能带与势垒结合后一个平衡系统只能有一个费米能级例如：长沙－－就业率较低，收入较低深圳－－就业率较高，收入较高人才怎样流动？第102页，共159页，星期日，2025年，2月5日2.光伏效应2)PN结能带与势垒*E电场力类比:小球滚上山坡速度方向重力分力mgh第103页，共159页，星期日，2025年，2月5日3)PN结电流方程、耗尽区宽度与结电容2.光伏效应偏压：外加在PN结两端的电压方向由P区指向N区正向电流：第104页，共159页，星期日，2025年，2月5日正向偏压:负离子数减少正离子数减少外加电场3)PN结电流方程、耗尽区宽度与结电容正向偏压作用下，耗尽区宽度变小第105页，共159页，星期日，2025年，2月5日3)PN结电流方程、耗尽区宽度与结电容电流方程：正向偏压继续增大，耗尽层越来越薄·······第106页，共159页，星期日，2025年，2月5日反向偏压:负离子数增加正离子数增加外加电场3)PN结电流方程、耗尽区宽度与结电容反向偏压作用下，耗尽区宽度变大第107页，共159页，星期日，2025年，2月5日反向偏压:负离子数增加正离子数增加外加电场3)PN结电流方程、耗尽区宽度与结电容反向电流:－－数值较小？？？第108页，共159页，星期日，2025年，2月5日PN结的单向导电性摘自教育部新世纪网络课程《电子技术》—大连海事大学制作第109页，共159页，星期日，2025年，2月5日3)PN结电流方程、耗尽区宽度与结电容电流方程：正向电流和反向电流：第110页，共159页，星期日，2025年，2月5日3)PN结电流方程、耗尽区宽度与结电容耗尽区宽度：单位面积结电容：减小结电容对提高光伏器件的响应速度有重要的意义！第111页，共159页，星期日，2025年，2月5日2.光伏效应4)PN结光电效应平均扩散长度电子—空穴对分离电子—空穴对光照光生电势差讨论：光－电转换时间第112页，共159页，星期日，2025年，2月5日导带电子浓度：价带空穴浓度：1.2.2热平衡状态下的载流子载流子的分布第62页，共159页，星期日，2025年，2月5日本征和杂质半导体中的费米能级：用费米能级描述载流子分布－－“标尺”1.2.2热平衡状态下的载流子半导体费米能级推导练习：画出轻掺杂N型和重掺杂N型费米能级示意图第63页，共159页，星期日，2025年，2月5日1.2.2热平衡状态下的载流子热平衡态1.2半导体的基础知识载流子的分布导带中电子的浓度价带中空穴的浓度用费米能级Ef描述：本征半导体N型半导体P型半导体总结：第64页，共159页，星期日，2025