文档介绍：第三章 结型光电器件
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利用半导体PN结光伏效应制成的器件称为光伏器件，也称结型光电器件。
光电池、 光电二极管、光电晶体管、光电场效应管、PIN管、雪崩光电二极管、光可控硅、阵列式光电器件、象限式光电器件、位置敏感探测器、光电耦合器件等。
光伏探测器的工作特性要复杂一些。
通常有光电池和光电二极管之分，也就是说光伏探测器有着不同的工作模式。
因此在具体讨论光伏探测器的工作特性之前，首先必须弄清楚它的工作模式问题。
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为了便于理解在后面将要引入的光伏探测器的等效电路，有必要先讨论一下光伏探测器的光电转换规律。
PN结光伏探测器的典型结构如图所示。
一、 结型光电器件工作原理
mA
为了说明光功率转换成光电流的关系，设想光伏探测器两端被短路，并用一理想电流表记录光照下流过回路的电流，该电流为短路光电流
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（一）热平衡状态下的PN结
P型材料和N型材料紧密接触，在交界处就形成PN结
在热平衡条件下，PN结中净电流为零
如果有外加电压时结内平衡被破坏，此时流经PN结的电流方程？
ID与外加电压有关
当U=0时？
当U>0时？
当U<0时？
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－
－
－
－
+
+
+
+
R
E
（1）.PN 结正向偏置
内电场
外电场
变薄
P
N
+
_
内电场被削弱，多子的扩散加强能够形成较大的扩散电流。
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（2）.PN结反向偏置
－
－
－
－
+
+
+
+
内电场
外电场
变厚
N
P
+
_
内电场被被加强，多子的扩散受抑制。少子漂移加强，但少子数量有限，只能形成较小的反向电流。
R
E
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N
P
RL
(二).光照下的PN结
ID
假定光生电子-空穴对
在PN结的结区内产生。由于
内电场作用，电子从P区向N
区漂移运动，被内电场分离
的电子和空穴就在外回路中
形成电流。
U
IP
+
-
流过负载的电流产生的压降，对PN结来说就好
像是一个正偏置，从而产生正向电流！
自偏置
IP与光照有关，随着光照增大而增大
开路电压
短路电流
不同光照下的伏安特性曲线
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光伏效应有两个重要参数:
当负载电阻短路(即RL=0)时，光生电压接近于零，流过器件的电流叫短路电流，用Isc表示
当负载电阻RL断开(IL＝0)时，P端对N端的电压称为开路电压，用Uoc表示
开路电压和短路电流
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不同光照下的伏安特性曲线
一般硅光电池工作在第四象限。若硅光电池工作在反偏置状态，则伏安特性将延伸到第三象限
普通二极管工作在第一象限；光电二极管工作在第三象限，否则没有光电效应。
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通常把光伏工作模式的光伏探测器称为光电池。
在零偏置的开路状态，结型光电器件产生光生伏特效应，称为光伏工作模式。
在反偏置状态，无光照时结电阻很大，结电流很小；有光照时，结电阻变小，电流变大，而且流过它的光电流随照度变化而变化，称为光电导工作模式。
通常把光导工作模式的光伏探测器称为光电二极
管，因为它的外回路特性与光电导探测器十分相似。
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