第03章光电导探测器

《第03章光电导探测器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、数码相机为什么能实现自动曝光？数码相机NIKON5第03章光电导探测器利用半导体光电导效应制成的器件称为光电导探测器，简称PC（Photoconductive）探测器－－又称为光敏电阻。特点：①光谱响应：紫外－－远红外②工作电流大，可达数毫安③可测强光，可测弱光④灵敏度高，光电导增益大于1⑤无极性之分第03章光电导探测器3.1材料结构原理3.2主要特性参数3.4偏置电路和应用3.1材料结构原理3.1.1材料及分类Ⅲ－Ⅳ、Ⅲ－V族化合物，硅、锗以及一些有机物等本征型光敏电阻：杂质型光敏电阻：注意杂质型：1.常用N型2.极低温度下工作杂质型光敏电阻：极低温度下工作???以N型为例：EcE

2、vEdΔEd＝Ec－Ed<

3、增长率产生率复合率热致产生率光照停止时：初始条件：t=0，3.1.2.光照下的光电导响应过程弱光照条件下光电导响应的两个基本结论：（1）响应时间（上升时间和下降时间）等于载流子寿命且为常数（2）稳态光电导与产生率成线性关系，即与辐射通量成正比3.1.2.光照下的光电导响应过程(a)光照时(b)光照停止时弱光照条件下光电导响应的两个基本结论：（1）响应时间（上升时间和下降时间）等于载流子寿命且为常数（2）稳态光电导与产生率成线性关系，即与辐射通量成正比强光照条件下：（讨论）3.1.2.光照下的光电导响应过程阶跃光照时光电导响应：正弦光照时光电导响应：3.1.2.光照下的光电导响应过程阶

4、跃光照时光电导响应：正弦光照时光电导响应：上限截止频率：（频域）响应时间：（时域）光电导响应速度3.1.2.光照下的光电导响应过程3.1.3结构和原理3.1材料结构原理设样品为N型材料任务：1.导出电流表达式在x处光生载流子浓度3.1.3结构和原理在x处光生载流子浓度x处的光电导率为漂移电流密度（A/m2）为3.1.3结构和原理漂移电流密度（A/m2）为光电导探测器平均光电流3.1.3结构和原理电压源：RS<>RL两者关系：IS=ES/RS光电导探测器平均光电流(1).光电导探测器为受控恒流源微变等效电路光电阻Rp0--平均光照时光敏电阻的阻值U--光

5、电阻Rp0上的分电压。利用该等效电路可方便地计算光电导探测器接受交变辐射时的输出信号。使用条件：光通量变化较小3.1.3结构和原理光电导探测器平均光电流(1).光电导探测器为受控恒流源(2).光电导探测器光敏面做成蛇形－－光电流Ip与长度lz的平方成反比3.1.3结构和原理光敏电阻结构示意图3.1.3结构和原理2.光电导增益－－光电导探测器的内增益，也称为光电导增益3.1.3结构和原理第03章光电导探测器3.1材料结构原理3.2主要特性参数3.3偏置电路和应用3.2主要特性参数1.光电特性和γ值2.光电导灵敏度3.光谱特性7.噪声特性4.频率特性5.温度特性6.前历效应1.光电特性和

6、γ值光敏电阻的光电流与入射光通量（光照度）之间的关系称光电特性Sg比例系数，与材料有关α为电压指数，～1γ＝0.5~1－－照度指数强光－－γ为0.5弱光－－γ为1弱光－－线性（测量）强光－－非线性（控制）照度指数γ值（α≈1）3.2主要特性参数实用的光电特性参数：（α≈1）例：表3－1γ值暗电阻～MΩ亮电阻～KΩ2.光电导灵敏度弱光，光电导灵敏度：S/1m，S/1xS/μW，S/μW/cm23.2主要特性参数3.频率特性3.2主要特性参数两个阶段：光电导探测器总的响应时间由探测器本身响应时间决定，与外接负载电阻大小无关。3.频率特性3.2主要特性参数LoadresistanceRL/

7、1001kl0k100kResponsetimetr/ms5.45.55.45.4CdSe光电导探测器：光电导探测器总的响应时间由探测器本身响应时间决定，与外接负载电阻大小无关。3.频率特性3.2主要特性参数引入等效电容未引入等效电容弛豫特性总响应时间探测器弛豫特性反映在电路两个时间3.频率特性最高频率~104HZ≈10KHZ响应时间~ms量级3.2主要特性参数响应时间：1.光－电载流子平均寿命（较大）2.外接电路的时间常数（可忽略）光电导探测器的频率特