p-n结加正向偏压V时,正向偏压在势垒区中产生与内建电场方向相反的电场,因而减弱了势垒区中的电场强度,势垒区的宽度减小,势垒区高度从qVD下降为q(VD一V),电子的费米能级高于空穴的费米能级;p-n结加反向偏压V时,反向偏压在势垒区中产生与内建电场方向相同的电场,使势垒区中的电场强度增强,势垒区变宽,势垒区高度从qVD增高为q(VD一V),空穴的费米能级高于电子的费米能级。

    图2.1.2是光电二极管的结构及光电转换示意图,当p-n结的整个扩散面被均匀辐照时,一部分光在p区被吸收,一部分在结区被吸收,另一部分则透过p区和结区在n区被吸收,这三个区域吸收光子后都将产生电子一空穴对,即光生载流子,由于浓度梯度的存在,p区中的少数载流子(光生电子)向低浓度区扩散,那些位于电子扩散长度范围内的电子,将扩散到达p-n结的界面,并在结电场的作用下被迅速地拉向n区,而多数载流子(光生空穴)则被结电场排斥留在p区。同样的道理,n区中的位于空穴扩散长度范围内的空穴,将扩散到达p-n结的界面并被拉向n区,而多数载流子(光生电子)则被结电场排斥留在n区。在耗尽区内产生的电子一空穴对,在强电场的作用下,电子被拉向n区,空穴被拉向p区。这些被拉向对方区域的少数载流子,补偿掉部分空间电荷,构成与原电场方向相反的电场,使势垒高度下降,下降的值△V即光生电动势大小,这就是众所周知的光生伏特效应,是一种纵向光电效应,由此可见,光照的效果除了产生光电流外,还相当于给p-n结加了一个正向偏置电压,能带图如图2.1.3(b).光电二极管一般在反向偏压下使用,反向偏压下势垒区中的电场强度增强,势垒区变宽,势垒区高度增