第二章光電檢測器件工作原理及特性-預(yù)覽頁
【正文】 光電導(dǎo) Gp= ΔσS/L 光電流 Ip= ΔσSU/L 光電導(dǎo)效應(yīng)示意圖 L S 本征半導(dǎo)體樣品 光 U 光電導(dǎo)弛豫過程 E t O i(%) t O 100 63 37 τr τf 矩形光脈沖 光電導(dǎo)對(duì)光強(qiáng)變化反應(yīng)的惰性引起光電流變化的延遲 輸出光電流與光功率調(diào)制頻率變化關(guān)系是一低通特性。 光電導(dǎo)增益 光 電導(dǎo)增益是表征光電導(dǎo)器件特性的一個(gè)重要參數(shù)，表示長度為 L的光電導(dǎo)體在兩端加上電壓 U后，由光照產(chǎn)生的光生載流子在電場作用下形成的 外電流 與光生載流子在內(nèi)部形成的光電流 之比。這一結(jié)論對(duì)光電效應(yīng)現(xiàn)象有普遍性。用 EI表示雜質(zhì)半導(dǎo)體的電離能，則截止波長： λ 0=hc/EI。也稱光伏效應(yīng)。 PN結(jié)短路， V=0，求得短路電流即光電流： Isc=Ip=qη /hν =P 沒有光照時(shí)， Ip=0，外加正向電壓為 V時(shí)，有 I+=Is[exp(qV/kT)1] 注意：光 伏效應(yīng)與光照相聯(lián)系的是少數(shù)載流子的行為，少數(shù)載流子的壽命通常很短。 物理本質(zhì)：極化晶體 極化晶體： 在外電場和應(yīng)力為零情況下自身具有自發(fā)極化的晶體，原因是內(nèi)部電偶極矩不為零，表面感應(yīng)束縛電荷。 ?熱釋電現(xiàn)象中：溫度對(duì)自發(fā)極化強(qiáng)度的影響。 輻射熱計(jì)效應(yīng) 入 射光照射材料由于受 熱 而造成電阻率變化的現(xiàn)象稱為輻射熱計(jì)效應(yīng)。說明溫度越高，電阻溫度系數(shù)越小。 另外，如果在圖中 x， y處接一電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)體中產(chǎn)生電流，兩個(gè)接點(diǎn) 1和 2處就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)吸熱一個(gè)放熱的現(xiàn)象。對(duì)各種波長具有相同的敏感性。 響應(yīng)快。 積分響應(yīng)度 S： 表示檢測器對(duì)各種波長的輻射光連續(xù)輻射通量的反應(yīng)程度，光電檢測器件輸出的電流或電壓與入射光通量之比。 上升時(shí)間 τ r和 下降時(shí)間 τ f 矩形光脈沖 入射光 t O τr τf I光 t O 1 頻率響應(yīng) S(f)： 由于光電檢測器信號(hào)的產(chǎn)生和消失存在著一個(gè)滯后過程，所以入射光輻射的頻率對(duì)光電檢測器的響應(yīng)將有很大的影響，把光電檢測器的響應(yīng)隨入射輻射的調(diào)制頻率而變化的特性稱為頻率響應(yīng)。這個(gè)均方根電壓（或電流）即為噪聲電壓（流）。 信噪比（ S/N）： 信噪比是判斷噪聲大小通常使用的參數(shù)。 線性度（非線性誤差 δ ）： 線性度是描述光電檢測器輸出信號(hào)與輸入信號(hào)保持線性關(guān)系的，即在規(guī)定范圍內(nèi)，光電檢測器的輸出電量正比于輸入光量的性能。 工作溫度： 光 電檢測器的工作溫度是最佳工作狀態(tài)時(shí)的溫度，是光電檢測器重要的性能參數(shù)之一。 對(duì)于熱電檢測器，環(huán)境檢測工作溫度變化會(huì)使 響應(yīng)度和 熱噪聲 發(fā)生變化，
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