- Sách Giáo Khoa Vật Lý 12
- Giải Vật Lí Lớp 12
- Giải Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao
- Giải Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12
- Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 12
- Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao
- Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12
- Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao
Hiện tượng quang điện trong Khi bán dẫn tinh khiết được chiếu bằng chùm ánh sáng có bước sóng thích hợp, thì một số electron liên kết trong bán dẫn có thể bứt ra khỏi các nguyên tử bán dẫn và chuyển động tự do trong khối bán dẫn đó. Đồng thời, có một số lượng như vậy các lỗ trống được tạo ra và tham gia vào quá trình dẫn điện. Hiện tượng tạo thành các electron dẫn và lỗ trống trong bán dẫn, do tác dụng của ánh sáng có bước sóng thích hợp, gọi là hiện tượng quang điện trong (để phân biệt với hiện tượng quang điện ngoài đã xét ở Bài 43). Muốn gây được hiện tượng quang điện trong thì ánh sáng kích thích phải có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng một giá trị Â0, gọi là giới hạn quang điện của bán dẫn. Vì năng lượng cần thiết để giải phóng êlectron liên kết trong bán dẫn thường nhỏ hơn công thoát A của êlectron từ mặt kim loại, nên giới hạn quang điện của nhiều bán dẫn nằm trong vùng ánh sáng hồng ngoại. Chẳng hạn với Ge thì ^0 = 1.88 [Im; với Si : Mo = 1, 11 pum ; với CdS : 20 = 0,90 um.b) Hiện tượng quang dẫn Ta đã biết (SGK Vật lí 11 nâng cao), điện trở suấtNêu những điểm giống nhau và khác nhau giữa hiện tượng quang điện trong và hiện tượng quang điện ngoài đã xét ở Bài 43.Một mẫu CdScó điện trở khoảng 3.10°C) khi không được chiếu sáng, sẽ có điện trở khoảng 20 () khi được chiếu sáng.Vật liệu có tính quang dẫn được sử dụng rất rộng rãi để phát hiện tia hồng ngoại, hoặc dùng trong các rơle điều khiển bằng tia hồng ngoại như thiết bị báo cháy, bộ điều khiển từ xa ở máy thu hình,…233 Baingo 46.1 Giới hạn quang diện của một số bán dẫnGe 1,88 Si 111 PbS 4.14 CoS 0,90 PbSe 5,65هو | | | | aهRHình 46,1 Mạch điện dùng quang diβn trό.Người ta phủ lên trên đế cách điện (1) (bằng thuỷ tinh hay bằng chất dẻo) một lớp bán dẫn mỏng (2), bề dày chừng 20+ 30 pam (như chì sunfua hay cadimi sunfua). Từ hai đầu của lớp bán dẫn, người ta làm các điện cực (3) bằng kim loại và dẫn ra ngoài bằng các dây dẫn (4): mạch ngoài nối với điện kế (5), một điện trở tải R và nguồn điện (6).Khi cường độ ánh sáng chiếu vào quang điện trở thay đổi, thì cường độ dòng điện trong mạch cũng thay đổi và hiệu điện thế hai đầu điện trở tải R cũng thay đổi, phù hợp với sự biến thiên của cường độ ánh sáng.234của bán dẫn, như Si, Ge, Se, CdS, PbS…, giảm đi khi bị ánh sáng thích hợp chiếu vào. Hiện tượng giảm điện trở suất, tức là tăng độ dẫn điện của bán dẫn, khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào gọi là hiện tượng quang dân.Hiện tượng quang dẫn được giải thích dựa trên hiện tượng quang điện trong. Khi bán dẫn được chiếu bằng chùm ánh sáng có bước sóng thích hợp, thì trong bán dẫn có thêm êlectron dẫn và lỗ trống được tạo thành. Do đó, mật độ hạt tải điện trong bán dẫn tăng, độ dẫn điện của bán dẫn tăng, tức là điện trở suất của nó giảm. Cường độ ánh sáng chiếu vào bán dẫn càng mạnh thì điện trở suất của nó càng nhỏ.Người ta thường nói các bán dẫn có tính quang dẩn.2. Quang điện trởQuang điện trở được chế tạo dựa trên hiệu ứng quang điện trong. Đó là một tấm bán dẫn có giá trị điện trở thay đổi khi cường độ chùm sáng chiếu vào nó thay đổi.Sơ đồ một mạch điện dùng quang điện trở được Vẽ trên Hình 46.1.Khi trên lớp bán dẫn chưa có ánh sáng rọi vào, trong mạch có một dòng điện nhỏ gọi là dòng tối. Nó phụ thuộc vào điện trở thuần của quang điện trở và vào hiệu điện thế đặt vào hai điện cực. Khi ta rọi sáng lớp bán dẫn, cường độ dòng điện q nó phụ thuộc cường độ chùm sáng và hiệu điện thế giữa hai điện cực.Quang điện trở thường được lắp với các mạch khuếch đại trong các thiết bị điều khiển bằng ánh sáng, trong các máy đo ánh sáng. 3. Pin quang điệnPin quang điện là nguồn điện, trong đó quang năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng. Hoạt động của pin dựa trên hiện tượng quang điện trong của một số chất bán dẫn như đồng ôxit, sêlen, silic,… Cấu tạo của pin quang điện gồm một tấm bán dẫn loại n, bên trên có phủ một lớp mỏng bán dẫn loại p. Mặt trên cùng là một lớp kim loại mỏng trong suốt với ánh sáng và dưới cùng là một đế kim loại (Hình 46.2). Các lớp kim loại này đóng vai trò các điện cực. Lớp tiếp xúc p – n được hình thành giữa hai bán dẫn. Khi ánh sáng có bước sóng thích hợp (2 < 20) chiếu vào lớp kim loại mỏng ở trên cùng thì ánh sáng sẽ đi xuyên qua lớp này và lớp bán dẫn loại p, rồi đến lớp chuyển tiếp p − n, gây ra hiện tượng quang điện trong, giải phóng ra các cặp electron và lỗ trống. Điện trường ở lớp chuyển tiếp p = n đẩy các lỗ trống về phía bán dẫn loạip và đẩy các electron về phía bán dẫn loại n. Do đó, lớp kim loại mỏng trên lớp bán dẫn loại p sẽ nhiễm điện dương và trở thành điện cực dương của pin, còn đế kim loại dưới bán dẫn loại n sẽ nhiễm điện âm và trở thành điện cực âm (Hình 46.2). Suất điện động của pin quang điện thường có giá trị từ 0,5 V đến 0,8 V. Pin quang điện đã trở thành nguồn cung cấp điện năng cho các vùng sâu, vùng xa ở nước ta, trên các vệ tinh nhân tạo, con tàu vũ trụ, trong các máy đo ánh sáng, máy tính bỏ túi.2. CÂU HỞIgây ra được hiện tượng quang điện ngoài ? . Quang điện trở là gì ? - Giải thích vắn tắt nguyên tắc hoạt động của pin quang điện.EDiên ##:Hình 46.3 Ảnh một ngôi nhà được cấp điện bằng những tấm pin Mặt Trời chế tạo từ bán dẫn silic, đặt trên mái nhà.Thế nào là hiện tượng quang điện trong hiện tượng quang dẫn ? Tại sao tia hồng ngoại chỉ có thể gây ra được hiện tượng quang điện trong. Còn tia tử ngoại mới235 * BẢI TÂP1. Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng A. điện trở của một chất bán dẫn tăng khi được chiếu sáng. , điện trở ột ki loại giả khi đượ la ảng C. điện trở của một chất bán dẫn giảm khi được chiếu sáng D.t yê ܬܐAܕܬܚܘܪܬ݁ܳܐ ܕܘ áng th ji q ܩ ột ݂ܪܫܝܐ ܚܐܫܣܰ Lu 2. Theo định nghĩa, hiện tượng quang điện trong là A. hiện tượng quang điện xảy ra ở bên trong một khối kim loại B. hiện tượng quang điện xảy ra ở bên trong một khối điện môi. C. nguyên nhân sinh ra hiện tượng quang dẫn. D. - -- A .ܓܓܼܵܬܵܐ A14 |lê LمیZ+برdAطہیر کs=', ܬܝ ܚ ܫܳܬ݂ ܚܬ݂ܝ ܚܐ قل ܬܝ ܚ ܬܫ ܢܬ-ܥܝ ܚܬܬ ܝܫܶܝܬܐ en Ket 0 Տ it isSự giải phóng một bứcXạ điện từ.3. Pin quang điện là nguồn điện, trong đó A. quang năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng. B. năng lượng Mặt Trời được biến đổi toàn bộ thành điện năng. C. một tế bào quang điện được dùng làm máy phát điện. D, một quang điện trở, khi được chiếu sáng, thì trở thành một máy phát điện.236