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P-N结中的载流子浓度保持平衡值

发布时间:2014/11/11 12:35:03 访问次数:1732

   当P-N结外电路短路时, RTL8139DL这个光电流将全部流过短接回路,即从P区和势垒区流人N区的光生电子将通过外短接回路全部流到P区电极处,与P区流出的光生空穴复合。因此,短接时外回路中的电流是,方向由P端经外接回路流向N端。

   这时,P-N结中的载流子浓度保持平衡值,势垒高度(图10-10 (a)中的q(UD -∽)也无变化。

    当P-N结开路或接有负载时,势垒区电场收集的光生载流子便要在势垒区两边积累,从而使P区电位升高,N区电位降低,造成一个光生电动势,如图10-10 (b)所示。该电动势使原P-N结的势垒高度下降为g(UD -∽。其中,U即光生电动势,它相当于在

P-N结上加了正向偏压。只不过这是光照形成的,而不是电源馈送的,这称为光生电压,这种现象就是光生伏特效应。

   光在半导体中传播时的衰减是由于价带电子吸收光子而从价带跃迁到导带的结果,这种吸收光子的过程称为本征吸收。硅的本征吸收系数随入射光波长变化的曲线如图10 -11所示。由图可见,在红外部分吸收系数小,紫外部分吸收系数大。这就表明,波长短的光子衰减快,穿透深度较浅,而波长长的光子则能进入硅的较深区域。

       

   对于光电器件而言,还常用量子效率来表征光生电子流与入射光子流的比值大小。其物理意义是指单位时间内每入射一个光子所引起的流动电子数。根据理论计算可以得到,P区在不同结深时的量子效率随波长变化的曲线如图10-12所示。图中Xj表示结深浅的P-N结有较好的蓝紫光灵敏度,深的P-N结则有利于红外灵敏度的提高,半导体色敏器件正是利用了这一特性。

 

   当P-N结外电路短路时, RTL8139DL这个光电流将全部流过短接回路,即从P区和势垒区流人N区的光生电子将通过外短接回路全部流到P区电极处,与P区流出的光生空穴复合。因此,短接时外回路中的电流是,方向由P端经外接回路流向N端。

   这时,P-N结中的载流子浓度保持平衡值,势垒高度(图10-10 (a)中的q(UD -∽)也无变化。

    当P-N结开路或接有负载时,势垒区电场收集的光生载流子便要在势垒区两边积累,从而使P区电位升高,N区电位降低,造成一个光生电动势,如图10-10 (b)所示。该电动势使原P-N结的势垒高度下降为g(UD -∽。其中,U即光生电动势,它相当于在

P-N结上加了正向偏压。只不过这是光照形成的,而不是电源馈送的,这称为光生电压,这种现象就是光生伏特效应。

   光在半导体中传播时的衰减是由于价带电子吸收光子而从价带跃迁到导带的结果,这种吸收光子的过程称为本征吸收。硅的本征吸收系数随入射光波长变化的曲线如图10 -11所示。由图可见,在红外部分吸收系数小,紫外部分吸收系数大。这就表明,波长短的光子衰减快,穿透深度较浅,而波长长的光子则能进入硅的较深区域。

       

   对于光电器件而言,还常用量子效率来表征光生电子流与入射光子流的比值大小。其物理意义是指单位时间内每入射一个光子所引起的流动电子数。根据理论计算可以得到,P区在不同结深时的量子效率随波长变化的曲线如图10-12所示。图中Xj表示结深浅的P-N结有较好的蓝紫光灵敏度,深的P-N结则有利于红外灵敏度的提高,半导体色敏器件正是利用了这一特性。

 

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