在光的照射下,半导体为什么会产生电流?

在光的照射下,半导体为什么会产生电流?,第1张

在光的照射下,半导体能产生电流,这叫光电效应。能产生光电效应的材料有许多种,像单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓、砸铟铜等,它们的发电原理基本相同。现以硅晶体为例来了解光发电过程。P型硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P—N结。当光线照射半导体表面时,一部分光子被桂材料吸收,其能量传递给了硅原子,使硅原子的电子发生了跃迁,成为自由电子,在P一N结两侧集聚,形成了电位差。这时接上外部电路,在该电压的作用下,将有电流流过外部电路,产生一定的输出功率。这个过程的实质就是光子能量转换成电能的过程。

半导体扩散电流的本质是载流子会从高浓度区向低浓度区扩散。根据查询相关资料显示半导体中载流子浓度分布不均匀时,载流子会从高浓度区向低浓度区扩散。扩散电流是PN结中由载流子扩散运动形成的电流。扩散运动则是载流子顺浓度梯度,由浓度高的区域向浓度低的区域运动的现象。在不受外加电压影响的PN结中,P区的多子空穴向N区扩散,N区的多子自由电子向P区扩散。当载流子通过两种半导体的交界面后,在交界面附近的区域里,P区扩散到N区的空穴与N区的自由电子复合,N区扩散到P区的自由电子与P区的空穴复合。电流方向指向空穴移动方向(或自由电子移动的反方向),扩散电流由P区指向N区。


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