當PN結(jié)加反向偏壓時,外加電場方向與PN結(jié)的內(nèi)建電場方向一致,勢壘加強,在PN結(jié)界面附近載流子基本上耗盡形成耗盡區(qū)。當光束入射到PN結(jié)上,且光子能量hv大于半導(dǎo)體材料的帶隙Eg時,價帶上的電子吸收光子能量躍遷到導(dǎo)帶上,形成一個電子-空穴對。
在耗盡區(qū),在內(nèi)建電場的作用下電子向N區(qū)漂移,空穴向P區(qū)漂移,如果PN結(jié)外電路構(gòu)成回路,就會形成光電流。當入射光功率變化時,光電流也隨之線性變化,從而把光信號轉(zhuǎn)換成電信號。
利用光電效應(yīng)可以制造出簡單的PN結(jié)光電二極管。但這種光電二極管結(jié)構(gòu)簡單,無法降低暗電流和提高響應(yīng)度,器件的穩(wěn)定度也比較差,實際上不適合做光纖通信的檢測器。
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