半导体敏感元件(光敏)答辩ppt课件.ppt

《半导体敏感元件(光敏)答辩ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、半导体光电传感器1.半导体的光吸收EgECEVhv本征吸收激子吸收自由载流子吸收杂质吸收++2.光电效应在光线作用下，物体的导电性能发生变化(光电导效应)或产生光生电动势的效应（光生伏特效应）。内光电效应热平衡无光照时PN结能带图有光照时PN结能带图外光电效应在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象。光电倍增管光电管真空光电管的伏安特性2.光电效应3.光电管光电管的基本特性（1）光照特性通常指当光电管的阳极和阴极之间所加电压一定时，光通量与光电流之间的关系。（2）光谱特性对不同波长区域的光，应选用不同材料的光电阴极。保持光通量和阴极电压不变，阳极电流与光波长之间的关系。3.光

2、电管光电管的基本特性-应用光电传感器的主要依据参数。（3）伏安特性当极间电压高于50V时，光电流开始饱和，所有的光电子都达到了阳极。真空光电管一般工作于饱和部分。（4）其他特性暗电流：无光照射时，光电流不为0。温度特性：受温度的影响。稳定性和衰老：短期稳定性好；入射光越强，衰老速度快。4.光电导效应器件-光敏电阻器光敏电阻器及其测量电路无光照时有光照时本征光电导杂质光电导杂质吸收系数小于本征吸收系数，杂质中激发的光生载流子浓度较小a.工作原理玻璃光电导层电极绝缘衬底金属壳黑色绝缘玻璃引线(B)典型结构(A)刻线式结构电极电极光导体光敏电阻器的封装结构4.光电导效应器件-光敏电阻器b.结构

3、C设计提高光电导效应的措施A降温B选高阻半导体材料影响光敏电阻（光电导管）灵敏度的因素若一块均匀N型CdS半导体，稳态条件下，光电导主要由电子贡献已知：光电增益为光生电流；光电管每秒吸收光子数；为量子产额；产生非平衡载流子的光子数吸收光子数尝试推导光电增益（灵敏度）与载流子寿命、迁移率、外加电压、量子产额及电极间距的关系。产生率：光电管单位体积每秒吸收光子数；4.光电导效应器件-光敏电阻器D主要参数光敏电阻在某一光照下的阻值，称为该光照下的亮电阻，此时流过的电流称为亮电流。4.光电导效应器件-光敏电阻器（1）暗电阻和暗电流光敏电阻在室温条件下，在全暗后经过一定时间测量的电阻值，称为暗电阻

4、。此时流过的电流，称为暗电流。（2）亮电阻（3）光电流亮电流与暗电流之差，称为光电流。E基本特性4.光电导效应器件-光敏电阻器（1）伏安特性（2）光照特性光照特性呈非线性，不宜作为测量元件，常用作开关式光电信号传感元件。最高工作电压是由耗散功率决定的，耗散功率又和面积以及散热条件等因素有关。E基本特性4.光电导效应器件-光敏电阻器（3）光谱特性（a）表面层的反射与吸收；（b）材料的禁带宽度；（c）表面减反射层的性质与厚度；（d）器件结构。光敏器件都具有光谱选择性，光谱响应主要决定于：E基本特性4.光电导效应器件-光敏电阻器（4）响应时间和频率特性光电流的变化对于光的变化，在时间上有一个滞

5、后。通常用响应时间t表示。光电导的弛豫现象：频率特性差是光敏电阻的一个缺点。当光突然照到光电二极管上时，输出信号从峰值的10%上升到90%的时间，表示响应速度E基本特性4.光电导效应器件-光敏电阻器电阻温度系数:硫化镉光敏电阻的温度特性（5）温度特性硫化铅光敏电阻的光谱温度特性降温提高光敏电阻对长波光的响应。温度对光谱特性影响农作物日照时数测定。输出接单片机的I/O口，每2分钟对此口查询1次，为高电平，计数一次，为低电平，不计数。1天查询720次。无光照V0=VL，有光照V0=VH。光照时间H。F应用4.光电导效应器件-光敏电阻器光照度计4.光电导效应器件-光敏电阻器G类型按最佳波长分类

6、（1）对紫外光（波长300~400nm）主要ZnO、ZnS、CdS等材料制作;（3）对红外光（波长760~6000nm）主要Pb、PbSe等材料制作;（2）对可见光（波长400~760nm）主要Se、Si、BiS、Ge等材料制作;短路电流：开路电压：5.光生伏特效应器件-光电池（a）工作原理WaferAssemblyModuleassemblyConstructionofPVsystem5.光生伏特效应器件-光电池（b）太阳能光伏光照特性5.光生伏特效应器件-光电池（c）光电池基本特性注：负载电阻越小，光电流与照度的线性关系越好，且线性范围越宽。光谱特性：光电池的光谱特性取决于材料。注:

7、光电池的选用与光源结合。5.光生伏特效应器件-光电池（c）光电池基本特性温度特性保当光电池作为测量元件时，最好能持温度恒定，或采取温度补偿措施。频率特性输出电流随调制光频率变化的关系。频率特性与材料、结构尺寸和使用条件等有关。(a)结构5.光生伏特效应器件-光电二极管有光照时反偏PN结能带图结构符号与管芯截面伏安特性(b)工作原理-工作在反向偏压下情况和光电池相比，结面积小，频率特性特别好，电流普遍比光电池小，一般几微安到几十微安。