
光电效应当电子从外界获得能量时将会跳到较高的能阶,获得的能量越多跳的能阶也越高,电子处在较高的能阶时并不稳定,很快就会把获得的能量释放回到原来的能阶。如果电子获得的能量够高就摆脱原子核的束缚成为自由电子,电子空出来的位置则称为空穴。1产生电场的方式很多如PN接面、金属半导体接面等,其中***1常用的方式为PN接面。自由电子可能会因为摩擦或碰撞等因素损失能量,后受到空穴的吸引而复合。例如,硅的外层电子要成为自由电子需要吸收1.1ev的能量,当硅外层电子吸收到的光能量超过1.1ev时将会产生自由电子及空穴


为更有效的利用由电子与空穴来产生电流,因此必须加入电场使自由电子与空穴分离进而产生电流。1产生电场的方式很多如PN接面、金属半导体接面等,其中1常用的方式为PN接面。因为电荷密度不均因此在接面附近产生电场,如果有自由电子或空穴在电场内产生,则会因为受到电场的作用而移动,自由电子向N型半导体移动,而电洞向P型半导体移动,因此这个区域缺乏自由电子或空穴而称之为空乏区。提高自由电子浓度常用的方法是在硅中加入少量的五价原子,五价原子的四个价电子与硅键结后剩下一个价电子,使剩下的价电子游离只需要0.05ev,比原来的1.1ev小很多,在室温超过200度k时即可使所有杂质产生自由电子,同样在硅中加入少量的三价原子可以提高空穴浓度。
















