第04章_光伏探測器-wenkub
2022-08-29 17:49:03 本頁面
【正文】 ering 第 04章 光伏探測器 光伏探測器的原理和特性 常用光伏探測器 光伏探測器組合器件 光伏探測器的偏置電路 光伏探測器的原理和特性 1. 光照下的 PN結(jié)電流方程及伏安特性 2. 開路電壓 Uoc和短路電流 Isc 3．暗電流和溫度特性 4．噪聲、信噪比和噪聲等效功率 5. 光譜特性 6. 響應(yīng)時間和頻率特性 光伏探測器的原理和特性 1. 光照下的 PN結(jié)電流方程及伏安特性 電流方程 ? ?/0p 1e U k TI I e I? ? ?伏安特性 伏安特性 第一象限：普通二極管 光電探測器 這個區(qū)域沒有意義??！ 1. 光照下的 PN結(jié)電流方程及伏安特性 伏安特性 第三象限： 光電導(dǎo)模式 光電二極管 這個區(qū)域重要意義??！ 反向偏壓可以減小載流子的渡越時間和二極管的極間電容，有利于提高器件的 響應(yīng)靈敏度 和響應(yīng)頻率 。 PIN光電二極管 ~10GHz,雪崩光電二極管 100GHz 光伏探測器的原理和特性 比較：頻率特性 HCe12 πf??光伏探測器 光電導(dǎo)探測器 HCc12 πf??光伏探測器頻率特性由電路時間常數(shù)決定 光電導(dǎo)探測器頻率特性由載流子壽命決定 常用光伏探測器 硅光電池 硅光電二極管 硅光電三極管 PIN光電二極管 雪崩光電二極管 紫外光電二極管 碲鎘汞、碲錫鉛紅外光電二極管 常用光伏探測器 硅光電池 工作區(qū)域：第四象限： 常用光伏探測器 結(jié)構(gòu)： 分類： －－主要功能是作為光電探測用，光照特性的線性度好 太陽能光電池 測量光電池 －－主要用作電源，轉(zhuǎn)換效率高、成本低 (Solar Cells) 硅光電池 常用光伏探測器 光電特性 照度 — 電流電壓特性 照度 — 負(fù)載特性 硅光電池 伏安特性 光電池伏安特性 常用光伏探測器 硅光電池 伏安特性 常用光伏探測器 U / VE增大I / μ AE ＝ 0E1E2E3RL 1Is c 1Is c 2Is c 3I0RL 0= 0RL 2RL 3R L ∞Uo c 1Uo c 2Uo c 3－－表示輸出電流和電壓隨 負(fù)載電阻 變化的曲線 無外加偏壓 （ 自偏壓 ） 硅光電池 常用光伏探測器 硅光電二極管 結(jié)構(gòu)： 摻雜濃度較低； 電阻率較高 ； 結(jié)區(qū)面積小； 通常多工作于反偏置狀態(tài)； 結(jié)電容小，頻率特性好； 光電流比光電池小得多，一般多在微安級 比較： 光電二極管與光電池 表 4－ 2和表 4－ 1 （ Photodiode，簡稱 PD） 常用光伏探測器 硅光電三極管 －－又稱為光電晶體管（ Phototransistor，簡稱 PT） 光電三極管在電子線路中的符號 常用光伏探測器 硅光電三極管 原理性結(jié)構(gòu)圖： 又稱為光電晶體管（ Phototransistor，簡稱 PT） 光電三極管的結(jié)構(gòu)和普通晶體管類似，但它的外殼留有光窗 常用光伏探測器 硅光電三極管 原理圖： 又稱為光電晶體管（ Phototransistor，簡稱 PT） NPN光電三極管 可等效為一個 硅光電二極管 和一個 普通晶體管 組合而成?？朔顺Ｒ?guī) PIN光電二極管兩者不可兼得的缺點(diǎn)． 該光電二極管光敏面 Φ＝ 150μm．峰值波長、暗電流為 14nA．量子效率為 82％時 , 結(jié)電容為 。 －－在工業(yè)上可以自動檢測紙、紙漿、染料的顏色；－－醫(yī)學(xué)上可以測定皮膚、牙齒等的顏色； －－用于家電中電視機(jī)的彩色調(diào)整、商品顏色及代碼的讀取等，它是非常有發(fā)展前途的一種新型半導(dǎo)體光電器件。 光伏探測器的偏置電路 2．空載電壓輸出區(qū) RL～ 1MΩ 光電池處于接近開路狀態(tài) 光照，輸出電壓從 0跳躍到 ～ 空載電壓輸出區(qū)： 具有很高的光電轉(zhuǎn)換靈敏度，不需偏置電源，適合于開關(guān)或控制電路 光伏探測器的偏置電路 兩種零伏偏置電路： 0 自偏置 ：負(fù)載電阻為零 反偏置 ：反偏壓很小或?yàn)榱? 光伏探測器的偏置電路 光電科學(xué)與工程學(xué)院 College Of Optoelectric Science
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