第二章光電檢測器件工作原理及特性(更新版)
【正文】 其中： Vo和 Io分別為光電檢測器輸出電壓和輸出電流。 吸（放）熱速率： dθ p/dt=π I， π 稱為帖耳帖系數 x y T1 T2 1 2 導體 a 導體 b 光電檢測器件的特性參數 光電檢測器件利用特質的光電效應把光信號轉換成電信號的器件，它的性能對光電檢測系統影響很大。由溫度引起電阻率變化。 + + + + + + _ _ _ _ _ _ P(T 1) P(T 2) + + + + + + _ _ _ j 工作溫度 T1（左）和工作溫度 T2T1（右） 極化晶體表面束縛電荷，被周圍自由電荷不斷中和，表面無凈電荷。 物理本質： PN結內建電場使得載流子（電子和空穴）的擴散和漂移運動達到了動態(tài)的平衡，在光子能量大于禁帶寬度的光照的作用下，激光出的電子空穴對打破原有平衡，靠近結區(qū)電子和空穴分別向 N區(qū)和 P區(qū)移動，形成光電流，同時形成載流子的積累，內建電場減小，相當于在 PN加了一個正向電壓。 雜質光電導效應： 雜質半導體 常 用光電導材料：硅 Si、鍺 Ge及摻雜的半導體材料，以及一些有機物。 光電導效應是非平衡載流子效應，因此存在一定的弛豫現象，即光電導材料從光照開始到獲得穩(wěn)定的光電流需要一定的時間。是光電導器件工作的基礎。 ) 包括： 本征和非本征兩種，對應本征和雜質半導體材料。 光電導增益 光 電導增益是表征光電導器件特性的一個重要參數，表示長度為 L的光電導體在兩端加上電壓 U后，由光照產生的光生載流子在電場作用下形成的 外電流 與光生載流子在內部形成的光電流 之比。用 EI表示雜質半導體的電離能，則截止波長： λ 0=hc/EI。 PN結短路， V=0，求得短路電流即光電流： Isc=Ip=qη /hν =P 沒有光照時， Ip=0，外加正向電壓為 V時，有 I+=Is[exp(qV/kT)1] 注意：光 伏效應與光照相聯系的是少數載流子的行為，少數載流子的壽命通常很短。 ?熱釋電現象中：溫度對自發(fā)極化強度的影響。說明溫度越高，電阻溫度系數越小。對各種波長具有相同的敏感性。 積分響應度 S： 表示檢測器對各種波長的輻射光連續(xù)輻射通量的反應程度，光電檢測器件輸出的電流或電壓與入射光通量之比。這個均方根電壓（或電流）即為噪聲電壓（流）。 線性度（非線性誤差 δ ）： 線性度是描述光電檢測器輸出信號與輸入信號保持線性關系的，即在規(guī)定范圍內，光電檢測器的輸出電量正比于輸入光量的性能。 對于熱電檢測器，環(huán)境檢測工作溫度變化會使 響應度和 熱噪聲 發(fā)生變化，
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