详细说明
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PN结光生伏特效应光照射到距表面很近的半导体PN结时,结及附近的半导体吸收光能。若光子能量大于禁带宽度,则价带电子跃迁到导带,成为自由电子,而价带则相应成为自由空穴。这些电子空穴对在PN结内部电场的作用下,电子移向N区外侧,空穴移向P区外侧,结果P区带正电,N区带负电,形成光电动势。PN结光生电流与人射光照度成正比,光生伏特与照度对数成正比。由于光生电子、空穴在扩散过程中会分别与半导体空穴、电子复合,因此载流子的寿命与扩散长度有关。只有使PN结距表面的厚度小于扩散长度,才能形成光电流产生光生伏特。在工程上,利用改变PN结距表面厚度的大小的方法,可以调整基于PN结光生伏特效应的光电器件的频率响应特性、光电流和光生电势大小。
光纤有一根塑料光芯或玻璃光芯,光芯外面包一层金属外皮。这层金属外皮的密度比光芯要低,因而折射率低。光束照在这两种材料的边界处(入射角在一定范围内,),被反射回来。根据光学原理,光束都可以由光纤来传输。两条入射光束(入射角在接受角以内)沿光纤长度方向经多次反射后,从另一端射出。另一条入射角超出接受角范围的入射光,损失在金属外皮内。这个接受角比两倍的大入射角略大,这是因为光纤在从空气射入密度较大的光纤材料中时会有轻微的折射。光在光纤内部的传输不受光纤是否弯曲的影响(弯曲半径要大于小弯曲半径)。大多数光纤是可弯曲的,很容易安装在狭小的空间。
光电效应的实验装置如下图所示。光电管的阳A接高电位,阴K接低电位,则阳和阴之间有一加速电场,电场方向由A指向K。之间的电压由电压表V读出,电压的大小由电位器R给定。图中,G是灵敏电流计。实验指出,当阴没有受到光照射时,电路中几乎没有电流;当阴受到光照射时,电路中就立即有电流出现。光照多久,电流就维持多久;光照停止,电流也就消失。这就说明当光照射时,有电子从光电阴逸出。在加速电场作用下,电子飞向阳,从而在回路中形成光电流。