握 PN 结形成原理及其工作机理掌握硅光电池工作原理及其工作特性掌握发光二极管的工作原理实验目的实验目的? TKGD -1型硅光电池特性实验仪仪器介绍仪器介绍? TKGD -1型硅光电池特性实验仪实验原理实验原理一PN结的形成及工作原理当P型和 N型半导体材料结合时, P 型( N 型)材料中的空穴(电子)向 N 型( P 型)材料这边扩散,扩散的结果使得结合区形成一个势垒,由此而产生的内电场将阻止扩散运动的继续进行,当两者达到平衡时,在 PN 结两侧形成一个耗尽区。零偏负偏正偏当当PN PN结反偏时,外加电场与内电场方向一致, 结反偏时,外加电场与内电场方向一致, 耗尽区在外电场作用下变宽,使势垒加强;当耗尽区在外电场作用下变宽,使势垒加强;当 PN PN结正结正偏时,外加电场与内电场方向相反,耗尽区在外加电偏时,外加电场与内电场方向相反,耗尽区在外加电场作用下变窄,势垒削弱。场作用下变窄,势垒削弱。二二硅光电池的工作原理硅光电池的工作原理硅光电池是一个大面积的光电二极管,它可把入射到它表面的光能转化为电能。当有光照时,入射光子将把处于介带中的束缚电子激发到导带,激发出的电子空穴对在内电场作用下分别漂移到 N型区和 P型区,当在 PN结两端加负载时就有一光生电流流过负载。光电池结构示意图(1) PN 结两端的电流: 光电池处于零偏时, V=0,流过 PN结的电流 I=- I P;光电池处于反偏时(实验中取 V =- 5V),流过 PN结的电流 I =- I P- Is ,当光电池用作光电转换器时,必须处于零偏或反偏状态。 P KT ev sI eII???)1( /(2)光电流 I P与输出光功率 Pi之间的关系: R 为响应率, R 值随入射光波长的不同而变化,对不同材料制作的光电池 R值分别在短波长和长波长处存在一截止波长。 P i I RP ?
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