物質(zhì)在光照作用下釋放電子的現(xiàn)象稱為光電效應，釋放的電子叫光電子，光電子在外電場作用下形成的電流叫光電流。由實驗發(fā)現(xiàn)的光電效應的規(guī)律是光電流大小與入射頻率有關，當入射頻率低于某一極限頻率時，將不產(chǎn)生光電效應。只有當入射光頻率高于極限頻率時，光電流的大小才與入射強度成正比。光電效應根據(jù)光電子逸出與否可分為外光電效應和內(nèi)光電效應。
1、外光電效應
金屬在光照射下光電子逸出金屬表面的現(xiàn)象稱為外光電效應。光電子逸出金屬表面需要做功克服表面勢壘，才能逸出金屬表面產(chǎn)生電子發(fā)射。電子逸出功越小的物質(zhì)，其產(chǎn)生光電效應所需的極限頻率越低，即極限波長越長，也就是越容易產(chǎn)生光電效應。所以這些物質(zhì)制作的電子器件的熱電子發(fā)射（即暗電流）越顯著，產(chǎn)生的噪聲也就越大。可以利用外光電效應制作光電管和光電倍增管等光電器件。
2、內(nèi)光電效應
物體受到光照時，其內(nèi)部原子釋放的電子留在物體內(nèi)部，使物體的電導率發(fā)生變化或產(chǎn)生光生電動勢的效應叫做內(nèi)光電效應。光電效應分為光電導效應和光生伏特效應兩大類。。
（1）光電導效應
入射光強改變物質(zhì)電導率的物理現(xiàn)象，稱為光電導效應。幾乎所有高電阻率半導體都有這種效應。半導體材料受到光照射時，光電子獲得能力大于或等于禁帶寬度，從價帶越過禁帶，躍遷到導帶，成為自由電子（載流子）。同時價帶也形成一個自由空穴，構(gòu)成電子-空穴對。導帶自由電子和價帶自由空穴的濃度增加，使得半導體的電阻率下降。電子和空穴桐城為載流子，載流子在端電壓的作用下可形成光電流。基于此效應的光電器件有光敏電阻以及工作在反方向偏置狀態(tài)的光敏二極管。
（2）光生伏特效應
半導體受光照射產(chǎn)生一定方向的電動勢的現(xiàn)象稱為光生伏特效應。基于該效應的光電器件有光敏二極管、光敏三極管和光電池等。
半導體器件的光靈敏面受光照不均勻，光照部分吸收光子能量，產(chǎn)生光電子，所以電子的濃度高于未被光照部分，出現(xiàn)濃度梯度，形成載流子的擴散運動。由于電子的遷移率高于空穴，所以電子首先流向未被光照部分，致使被光照部分帶負電，未被光照部分帶正電，兩部分形成光電動勢。
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