《光電檢測(cè)技術(shù)》ppt課件-全文預(yù)覽
【正文】 c）增加了對(duì)長(zhǎng)波的吸收，提高了長(zhǎng)波靈敏度，其響應(yīng)波長(zhǎng)范圍可以從 ～ 。 . PIN型光電二極管 1） 普通 PIN型光電二極管 一般 PIN型光電二極管又稱快速光電二極管 ， 它的結(jié)構(gòu)分三層 ， 即在 P型半導(dǎo)體和 N型半導(dǎo)體之間夾著較厚的本征半導(dǎo)體 i層 ， 如下圖所示 。 特殊結(jié)型光電器件 象限探測(cè)器實(shí)質(zhì)是一個(gè)面積很大的結(jié)型光電器件，很像一個(gè)光電池；它是利用光刻技術(shù)，將一個(gè)圓形或方形的光敏面窗口分隔成幾個(gè)有一定規(guī)律的的區(qū)域 (但背面仍為整片 )，每一個(gè)區(qū)域相當(dāng)于一個(gè)光電二極管。一般光電二極管與運(yùn)算放大電路的連接方式有下圖所示三種方式。 由于硅三極管和鍺三極管導(dǎo)通時(shí)射極 基極電壓大小不同 ， 所以才有以上三種不同的變換電路 。 下圖為光電管的溫度特性 IL－ T 特性 ID－ T 特性 硅光電二極管的頻率特性主要決定于光生載流子的渡越時(shí)間 。 由圖可見 ， 硅光電二極管的光照特性的線性較好 ， 而硅光電三極管的光電流在弱光照時(shí)有彎曲 ， 強(qiáng)光照時(shí)又趨向于飽和 ， 只有在中間一段光照范圍內(nèi)線性較好 ， 這是由于硅光電三極管的電流放大倍數(shù)在小電流或大電流時(shí)都要下降而造成的 。在 N+側(cè)開窗，引出一個(gè)電極并稱作 “ 集電極 c”，由中間的 P型層引出一個(gè)基極 b，也可以不引出來(lái)，而在 N型硅片的襯底上引出一個(gè)發(fā)射極 e，這就構(gòu)成一個(gè)光電三極管。 硅光電三極管具有電流放大作用 ， 它的集電極電流受基極電路的電流控制 ， 也受光的控制 。 硅光電二極管和硅光電三極管 光電二極管是基于 PN結(jié)的光電效應(yīng)工作的 ， 它主要用于可見光及紅外光譜區(qū) 。 4． 溫度特性 光電池的溫度特性曲線主要指光照射時(shí)它的開路電壓 Voc與短路電流 Isc隨溫度變化的情況。 在線性測(cè)量中，不僅要求光電池有高的靈敏度和穩(wěn)定性，同時(shí)還要求與人眼視見函數(shù)有相似的光譜響應(yīng)特性。 )1()1( /0/0 ???????? kTqVEkTqVpDpL eIESeIIIIIDkTqVL IeII ????? )1( /0式中， ID是結(jié)電流， I0是反向飽和電流，是光電池加反向偏壓后出現(xiàn)的暗電流。 構(gòu)成 PN結(jié)后 ， 分別在基底和光敏面上制作輸出電極 ， 涂上二氧化硅作保護(hù)膜 ， 即成光電池 。 硅光電池 光電池的主要功能是在不加偏置的情況下能將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào) 。 無(wú)光照時(shí)，伏安特性曲線與一般二極管的伏安特性曲線相同，二極管就工作在這 個(gè)狀態(tài)，伏安特性曲線處于第一象限。 受內(nèi)建電場(chǎng)的作用 ，空穴順著電場(chǎng)運(yùn)動(dòng) ， 電子逆電場(chǎng)運(yùn)動(dòng) ， 最后在結(jié)區(qū)兩邊產(chǎn)生一個(gè)與內(nèi)建電場(chǎng)方向相反的光生電動(dòng)勢(shì) ， 這就是光生伏特效應(yīng) 。 按結(jié)的種類不同，可分為 PN結(jié)型， PIN結(jié)型和肖特基結(jié)型等。 結(jié)型光電器件包括光電池、光電二極管、光電晶體管、 PIN光電二極管、雪崩光電二極管、光可控硅、象限式光電器件、位置敏感探測(cè)器（ PSD）、光電耦合器件等。 如果有外加電壓時(shí)結(jié)內(nèi)平衡被破壞 ， 這時(shí)流過 PN結(jié)的電流方程為 0/0 IeII kTqVD ?? pn 結(jié) PN結(jié)受光照射時(shí) ， 就會(huì)在結(jié)區(qū)產(chǎn)生電子 空穴對(duì) 。光電二極管和光電三極管就工作在這個(gè)象限。 167。 2DR型硅光電池是以 P型硅作基底 ， 2CR型光電池則是以 N型硅作基底 ， 然后在基底上擴(kuò)散磷（ 或硼 ） 作為受光面 。 硅光電池的伏安特性 ， 表示輸出電流和電壓隨負(fù)載電阻變化的曲線 。 當(dāng) IpI0 當(dāng)
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