zm光電導(dǎo)探測器ppt課件(已修改)
2025-05-10 22:10 本頁面
【正文】 光電導(dǎo)探測器 (PCPhotoconductive) 光敏電阻的工作原理和結(jié)構(gòu) 光敏電阻的特性參數(shù) 光敏電阻的變換電路 光敏電阻的應(yīng)用實例 某些物質(zhì)吸收了光子的能量產(chǎn)生本征吸收或雜質(zhì)吸收 ， 從而改變了物質(zhì)電導(dǎo)率的現(xiàn)象稱為物質(zhì)的光電導(dǎo)效應(yīng) 。 利用具有光電導(dǎo)效應(yīng)的材料 （ 如硅 、 鍺等本征半導(dǎo)體與雜質(zhì)半導(dǎo)體 ， 硫化鎘 、 硒化鎘 、 氧化鉛等 ）可以制成電導(dǎo)隨入射光度量變化器件 ， 稱為光電導(dǎo)器件 。 最典型的光電導(dǎo)器件是光敏電阻 。 光敏電阻 當光敏電阻受到光照時， 阻值減小。 光電導(dǎo)效應(yīng)：在光作用下使物體的電阻率改變的現(xiàn)象 . 光敏電阻有以下優(yōu)點： 光譜響應(yīng)相當寬。 根據(jù)光電導(dǎo)材料的不同，有的在可見光區(qū)靈敏，有的靈敏區(qū)可達紅外區(qū)或遠紅外區(qū)。 所測的光強范圍寬，即可對強光響應(yīng)，也可對弱光響應(yīng)。 無極性之分，使用方便，成本低，壽命長。 靈敏度高，工作電流大，可達數(shù)毫安。 光敏電阻的不足之處 ： 強光照射下線性較差，頻率特性也較差。 光敏電阻的工作原理和結(jié)構(gòu) 圖所示為光敏電阻的原理圖與光敏電阻的符號，在均勻的具有光電導(dǎo)效應(yīng)的半導(dǎo)體材料的兩端加上電極便構(gòu)成光敏電阻。 當光敏電阻的兩端加上適當?shù)钠秒妷?Ubb后，當光照射到光電導(dǎo)體上，由光照產(chǎn)生的光生載流子在外加電場作用下沿一定方向運動，在電路中產(chǎn)生電流 Ip，用檢流計可以檢測到該電流。 一。光敏電阻工作原理 光敏電阻演示 當光敏電阻受到光照時，光生電子 —空穴對增加，阻值減小，電流增大。 暗電流（越小越好） 光電導(dǎo)增益參見書上推導(dǎo)過程p173－ p175 pheMI P?? ??dAnLVM???? 020 ??M1的理解 光電導(dǎo)內(nèi)增益 說明載流子已經(jīng)渡越完畢，但載流子的平均壽命還未中止。這種現(xiàn)象可以這樣理解：光生電子向正極運動，空穴向負極運動，可是空穴的移動可能被晶體缺陷和雜質(zhì)形成的俘獲中心－陷阱所俘獲。因此，當電子到達正極消失時，陷阱俘獲的正電中心（空穴）仍留在體內(nèi)，它又會將負電極的電子感應(yīng)到半導(dǎo)體中來，被誘導(dǎo)進來的電子又在電場中運動到正極，如此循環(huán)直到正電中心消失。這就相當放大了初始的光生電流。 dAnLVM???? 020 ?? 如何提高 M 光電導(dǎo)內(nèi)增益 ?選用平均壽命長、遷移率大的半導(dǎo)體材料； ?減少電極間距離； ?加大偏壓 dAnLVM???? 020 ??光敏電阻 分類 本征型 摻雜型 入射光子的能量大于或等于半導(dǎo)體的禁帶寬度時能激發(fā)電子－空穴對 Ec Ev Eg 入射光子的能量大于或等于雜質(zhì)電離能時就能激發(fā)電子空穴對 Ec Ev ?Eg )(12400 nmEEhcgg???)(12400 nmEEhcgg ?????常用于可見光波段測試 常用于紅外波段甚至遠紅外測試 光電導(dǎo)器件材料 禁帶寬度 （ eV） 光譜響應(yīng)范圍 （ nm） 峰值波長 （ nm） 硫化鎘（ CdS） 400～ 800 515～ 550 硒化鎘（ CdSe） 680～ 750 720～ 730 硫化鉛（ PbS） 500～ 3000 2022 碲化鉛（ PbTe） 600～ 4500 2200 硒化鉛（ PbSe） 700～ 5800 4000 硅（ Si） 450～ 1100 850 鍺（ Ge） 550～ 1800 1540 銻化銦（ InSb） 600～ 7000 5500 砷化銦（ InAs） 1000～ 4000 3500 常用光電導(dǎo)材料 每一種半導(dǎo)體或絕緣體都有一定的光電導(dǎo)效應(yīng)，但只有其中一部分材料經(jīng)過特殊處理，摻進適當雜質(zhì)，才有明顯的光電導(dǎo)效應(yīng)。現(xiàn)在使用的光電導(dǎo)材料有 Ⅱ Ⅵ 族、 Ⅲ Ⅴ 族化合物，硅、鍺等，以及一些有機物。 光敏電阻的結(jié)構(gòu)是在一塊光電導(dǎo)體兩端加上電極，貼在硬質(zhì)玻璃、云母、高頻瓷或其它絕緣材料基板上，兩端接電極引線，封裝在帶有窗口的金屬或塑料外殼內(nèi)。 二 . 光敏電阻的基本結(jié)構(gòu) 光敏面作成蛇形，電極是在一定的掩模下向光電導(dǎo)薄膜上蒸鍍金或銦等金屬形成的。這種梳狀電極可以保證有較大的受光表面，也可以減小電極之間距離，從而減小極間電子渡越時間，提高靈敏度。 1光導(dǎo)層 。 2玻璃窗口 。 3金屬外殼 。 4電極 。 5陶瓷基座 。 6黑色絕緣玻璃 。 7電阻引線 。 RG 1 2 3 4 5 6 7 (a)結(jié)構(gòu) (b)電極 (c)符號 CdS光敏電阻的結(jié)構(gòu)和符號 （ a）梳狀結(jié)構(gòu)：梳形電極間距很小，之間為光敏電阻材料，靈敏度高。 （ b）蛇形結(jié)構(gòu)：光敏面為蛇形，兩側(cè)為金屬導(dǎo)電材料，并在其上設(shè)置電極。 （ c）刻線式結(jié)構(gòu)：在制備好的光敏電阻襯基上刻出狹窄的光敏材料條，再蒸涂金屬電極。 ? 導(dǎo)體吸收光子而產(chǎn)生的光電效應(yīng)，只限于光照表面薄層，雖然產(chǎn)生的載流子也有少數(shù)擴
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