什么是光电导体？光电导体有哪些作用？

通常情况，材料根据它们在其中传导电流的能力分为三大类，例如半导体、导体和绝缘体，其导电性的主要差异是由它们的能带结构差异造成的。

此外，当光线照射到材料上时，其材料的电导率显着增加的材料称之为光电导体，而增加的电导率称为光电导率，这个主要在半导体中可以观察到。在本文中，简单来介绍下光电导体的一些基本知识。

光电导体的概念

光电导体（光电导）是一种电和光学现象的组合，其材料由于电磁辐射吸收导致电导率显著增加。一旦负载电阻器和偏置电压与半导体串联使用，则可以测量负载电阻器两端的电压降，同时材料电导率的变化会改变流经电路的电流。

光电导材料的典型例子是导电聚合物聚乙烯咔唑材料广泛用于影印，硫化铅材料用于红外探测应用。

光电导体结构和原理

光电导体包括光敏材料，光敏材料以长条之字形形式布置在盘形基底上，连接端子固定在带材每一侧的导电材料上，而透明塑料盖用于保护。

光电导体的工作原理

光电导体的工作原理很简单，那就是一旦光线照射到材料表面，就能提供足够的能量来使材料中的电子远离原子。因此，可以在材料内产生像空穴和电子这样的自由电荷载流子，其电阻会降低，这也被称为光电导效应。

半导体中的光电导

光电导率是主要在半导体中观察到的增加的电导率。要详细了解这种机制，需要考虑基本的内部半导体结构。在半导体能带图中，与导体相比，导带内的电荷载流子（如电子）的数量要少得多。但是，价带内也有电荷载流子，如空穴。

这些被称为空位，由电子留下并移动到导带。下图显示了半导体内的电荷载流子。半导体内的电流传导是由价带内的电子和空穴进行的。半导体有两种类型，本征和非本征半导体。纯半导体是本征的，当半导体中包含杂质以增加其导电性时，称为非本征半导体。这里，添加的杂质可以增加电子数或空穴数。

一旦光线落在半导体材料上，价带中的电子就会吸收光子并通过留下空穴立即进入导带。因此，两个带内电子和空穴数量的增加将增加材料的导电性。所以电导率的增加主要是因为光落在材料上，这就是所谓的光电导率。

光电导增益

光电导增益可以定义为每秒电子流的速率与器件中电子-空穴对的生成速率之比，所以每秒钟的电子流率为=Δi/e。另外，光电导增益也可以定义为少数电荷载流子的寿命与传输时间的比值。

光电导体与光电二极管的区别

光电导体和光电二极管之间的区别主要包括以下几点内容：

光电导体优缺点

光电导体的优点包括以下几方面内容：

• 主要取决于光线，因此一旦光线下降，其阻力会降低，而在黑暗中会增强。
• 很便宜，有不同的尺寸和形状可供选择。
• 操作需要更少的电源和电压。
• 用于制作简单的电路

• 与光电晶体管或光电二极管相比，它们的响应性较差。
• 当硫化镉 (CdS) 用于构建光敏电阻时，会对大气造成危害。因此，它们在少数国家中被允许使用。
• 一旦施加的电压增加了最大电压，就会对光电导体造成损坏。
• 响应时间很慢，比如10秒或100毫秒。
• 对温度很敏感。
• 是非线性的。

光电导体的应用

光电导体用于一些实际应用包括：

• 光电二极管；光电二极管是一种特殊的二极管，其中形成一个窗口，让适当频率的光落在光电二极管上。因此，形成了新的电子空穴对，它们参与了导电性。
• 光敏电阻；光敏电阻由光电导材料制成。一旦适当频率的光落在光敏电阻上，就会形成电荷载流子对，提高电阻的导电性，同时降低电阻率，所以光敏电阻对入射光有响应。
• 主要用于感测军事应用中的红外辐射，从引导导弹到发热目标。
• 用于静电复印或影印过程，以前使用硒，但现在它依赖于光电导聚合物。
• 一些光电导体用于路灯、照相机测光表、时钟收音机、纳米光子系统、红外探测器和低维光电传感器设备。
• 用于X射线图像检测器
• 用于继电器控制。
• 用于打开和关闭晶体管。
• 可以与基于运算放大器的施密特触发电路一起使用。
• 用于控制LED内的电流水平。

光电导体常见问题答疑

为什么硒用于光电导体？

答：硒是一种光电导体，因此它具有将光能转化为电能的能力。

用于热成像的高性能光电导体是哪一种？

答：碲镉汞即使在较低温度下也可用于热成像，并且具有最高的精度。

光电导响应时间是多少？

答：光电导响应时间从几纳秒到几分钟不等，它是根据光电流衰减来测量的。

什么是光伏模式？

答：光伏模式也称为零偏压模式，因为没有给器件提供外部反向电位，但是一旦器件暴露在光下，就会发生少数电荷载流子流动。

光伏能源是如何使用的？

答：光伏能源是一种利用太阳辐射发电的可再生能源，这种能量用于为电池充电或为不同的设备供电。

如何测量光电导率？

答：可以使用两种测量方法，例如使用静电计的直接测量和使用光折变效应随时间演变的间接测量。

光电导体与光电探测器的区别是什么？

答：光电导体和光电探测器之间的主要区别是，光电导体是使用或表现出光电导性的设备或材料，而光电探测器是用于检测电磁辐射的设备。

总结

以上就是关于光电导体或光电导及其应用的相关基础内容介绍，从上述介绍中不难发现，光电导体的特点是光谱灵敏度高、光电导增益高、响应速度快以及噪声材料少。