9.7.1光電效應及光電器件
光電傳感器是將光量轉換為電量。光電器件的物理基礎是光電效應。
1. 外光電效應
在光線作用下，物質內的電子逸出物體表面向外發射的現象，稱為外光電效應。，光電子逸出時所具有的初始動能Ek與光的頻率有關，頻率高則動能大
由于不同材料具有不同的逸出功，因此對某種材料而言便有一個頻率限，當入射光的頻率低于此頻率限時，不論光強多大，也不能激發出電子；反之，當入射光的頻率高于此極限頻率時，即使光線微弱也會有光電子發射出來，這個頻率限稱為“紅限頻率” 。
基于外光電效應的光電器件屬于光電發射型器件，有光電管、光電倍增管等。光電管有真空光電管和充氣光電管。
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真空光電管 | |
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在一個真空的玻璃泡內裝有兩個電極,一個是光電陰極,一個是光電陽極。工作原理 | |
2. 內光電效應
受光照物體(通常為半導體材料)電導率發生變化或產生光電動勢的效應稱為內光電效應。內光電效應按其工作原理分為兩種：光電導效應和光生伏特效應。
（1）光電導效應：半導體材料受到光照時會產生電子-空穴對，使其導電性能增強，光線愈強，阻值愈低，這種光照后電阻率發生變化的現象，稱為光電導效應。基于這種效應的光電器件有光敏電阻(光電導型)和反向工作的光敏二極管、光敏三極管(光電導結型)。?
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光敏電阻(光導管) | |
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在黑暗的環境下，它的阻值很高；當受到光照并且光輻射能量足夠大時，光導材料禁帶中的電子受到能量大于其禁帶寬度ΔEg 的光子激發，由價帶越過禁帶而躍遷到導帶，使其導帶的電子和價帶的空穴增加，電阻率變小。
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光敏二極管和光敏三極管 | |
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光敏管的工作原理與光敏電阻是相似的，其差別只是光照在半導體結上而已。 |
(2) 光生伏特效應：是指半導體材料P-N結受到光照后產生一定方向的電動勢的效應。因此光生伏特型光電器件是自發電式的，屬有源器件。以可見光作光源的光電池是常用的光生伏特型器件，硒和硅是光電池常用的材料，也可以使用鍺。
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硅光電池 | |
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硅光電池也稱硅太陽能電池，它是用單晶硅制成，在一塊N型硅片上用擴散的方法摻入一些P型雜質而形成一個大面積的P-N結，P層做得很薄,從而使光線能穿透到P-N結上。硅太陽能電池具有輕便、簡單，不會產生氣體或熱污染，易于適應環境。因此凡是不能鋪設電纜的地方都可采用太陽能電池，尤其適用于為宇宙飛行器的各種儀表提供電源。 | |