光生电子和光生载流子的区别

光生电子和光生载流子的区别,第1张

光生电子

简单说就是,达到一定频率的光,照射到半导体上,会让半导体的电子和空穴分离,这就是光生载流子,载流子包括电子和空穴

如果给这个半导体施加电场,那就会导致超过一定频率的光照时会有电流,光强越大,电流越大,不过不是无休止的,最大电流和半导体的结构有关

光生载流子(photogenic charge carrier):用光照射半导体时,若光子的能量等于或大于半导体的禁带宽度,则价带中的电子吸收光子后进入导带,产生电子-空穴对。这种类型的载流子称为光生载流子。此过程称为光注入。光子能量与频率有关,每种频率的光,都是由同等能量的光子组成的,每个光子的能量等于普朗克常数(h=6.56×10-27J·S)与光的频率v的乘积。

当光照射到半导体时,由于不同材料电特性的不同以及光子能量的差异,会产生不同的光电效应。

利用半导体材料的光电效应可制造光敏电阻器。

原理:

在极低温度下,半导体的价带是满带(见能带理论),受到热激发后,价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带,价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位,称为空穴。空穴导电并不是实际运动,而是一种等效。

电子导电时等电量的空穴会沿其反方向运动。它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流,分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴,电子-空穴对消失,称为复合。

复合时释放出的能量变成电磁辐射(发光)或晶格的热振动能量(发热)。在一定温度下,电子- 空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡,此时半导体具有一定的载流子密度,从而具有一定的电阻率。温度升高时,将产生更多的电子- 空穴对,载流子密度增加,电阻率减小。

扩展资料:

半导体的应用

一、在无线电收音机(Radio)及电视机(Television)中,作为“讯号放大器/整流器”用。

二、发展「太阳能(Solar Power)」,也用在「光电池(Solar Cell)」中。

三、半导体可以用来测量温度,测温范围可以达到生产、生活、医疗卫生、科研教学等应用的70%的领域,有较高的准确度和稳定性,分辨率可达0.1℃,甚至达到0.01℃也不是不可能,线性度0.2%,测温范围-100~+300℃,是性价比极高的一种测温元件。

四、半导体致冷器的发展, 它也叫热电致冷器或温差致冷器, 它采用了帕尔贴效应。

参考资料来源:百度百科-半导体


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