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文档简介

东营科技职业学院内光电效应器件

利用物质在光的照射下电导性能改变或产生电动势的光电器件称内光电效应器件。光敏电阻是采用半导体材料制作,利用内光电效应工作的光电元件。在光线的作用下其阻值往往变小,这种现象称为光导效应,因此,光敏电阻又称光导管。光敏电阻的结构较简单，如图所示，管芯是一块安装在绝缘衬底上带有两个欧姆接触电极的光电导体。光导体吸收光子而产生的光电效应,只限于光照的表面薄层,虽然产生的载流子也有少数扩散到内部去,但扩散深度有限,因此光电导体一般都做成薄层。为了获得高的灵敏度,光敏电阻的电极一般采用梳状图案,结构如图7-13所示。一光敏电阻在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压,其中便有电流通过,受到适当波长的光线照射时,电流就会随光强的增加而变大,从而实现光电转换。光敏电阻没有极性,纯粹是一个电阻器件,使用时既可加直流电压,也可以加交流电压。一光敏电阻二光敏晶体管1.光敏二极管

光敏二极管的结构与一般二极管相似。它装在透明玻璃外壳中,其PN结装在管的顶部,可以直接受到光照射(如图7-20所示)。光敏二极管在电路中一般是处于反向工作状态(如图7-21所示),在没有光照射时,反向电阻很大,反向电流很小,这种反向电流称为暗电流。二光敏晶体管1.光敏二极管当光照射在PN结上时,光子打在PN结附近,使PN结附近产生光生电子和光生空穴对。它们在PN结处的内电场作用下做定向运动,形成光电流。光的照度越大,光电流越大。因此光敏二极管在不受光照射时,处于截止状态,受光照射时,处于导通状态。二光敏晶体管2.光敏三极管其结构与一般三极管很相似,具有电流增益,只是它的发射极一边做得很大,以扩大光的照射面积,且其基极不接引线。当集电极加上正电压,基极开路时,集电极处于反向偏置状态。当光线照射在集电结的基区时,会产生电子Ｇ空穴对,在内电场的作用下,光生电子被拉到集电极,基区留下空穴,使基极与发射极间的电压升高,这样便有大量的电子流向集电极,形成输出电流,且集电极电流为光电流的β倍。

光敏三极管有PNP型和NPN型两种,如图7-22所示。二光敏晶体管2.光敏三极管光敏三极管的连接电路如图7-23所示。三光电池

光电池是利用光生伏特效应把光直接转变成电能的器件。由于它可把太阳能直接变电能,因此又称为太阳能电池。它是基于光生伏特效应制成的,是发电式有源元件。它有较大面积的PN结,当光照射在PN结上时,在结的两端出现电动势。三光电池

硅光电池的结构如图所示。它是在一块N型硅片上用扩散的办法掺入一些P型杂质(如硼)形成PN结。1.光电池的结构和工作原理三光电池

当光照到PN结区时,如果光子能量足够大,将在结区附近激发出电子Ｇ空穴对,在N区聚积负电荷,P区聚积正电荷,这样N区和P区之间出现电位差。若将PN结两端用导线连起来,电路中有电流流过,电流的方向由P区流经外电路至N区。若将外电路断开,就可测出光生电动

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