光电传感器的基本效应——半导体的粒子特征

 光敏器件所探测的光，包括可见光、紫外线和红外光，在整个电磁辐射的频谱中只占很小一部分。光具有波粒二象性，光的粒子性可用光子的概念描述。

  沿r方向传播的频率为υ的单色光，可视为一束光子流，其中每个光子具有的能量ε和功率P分别为如图

  量子力学指出，光的发射和吸收是与量子态度的跃迁过程相联系的，在此过程中，光表现出其粒子性。在发射时，光源系统由高能态E₂向低能态E₁跃迁，同时按能量守恒定律发射光子：hυ=E₂-E₁

  在吸收时，介质吸收光子hυ后就从低能态E1跃迁到功能态E₂。按能量守恒定律，截止系统跃迁前后的能量差应为：E₂-E₁=hυ

  光在半导体中传播时的衰减，是半导体内电子吸收光子后从低能态向高能态跃迁的结果。在其诸多吸收过程中，本征吸收是光敏器件的工作基础。

  本征吸收又称基本吸收，其相应的跃迁过程是：价带电子吸收了能量大于或等于禁带宽度的光子后，跃至导带，产生自由电子，并在价带留下自由空穴。因此，在本征吸收时，每吸收一个光子，就产生一个电子-空穴对。由于在本征吸收过程中被吸收的光子要满足的条件是hυ=E_g

  且导带是由一系列能量间隔很小的能级组成的，所以本征吸收谱是连续谱