第二章光電檢測器件工作原理及特性(專業(yè)版)
【正文】 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(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。 積分響應(yīng)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(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。說明溫度越高，電阻溫度系數(shù)越小。 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。 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。是光電導(dǎo)器件工作的基礎(chǔ)。 雜質(zhì)光電導(dǎo)效應(yīng)： 雜質(zhì)半導(dǎo)體 常 用光電導(dǎo)材料：硅 Si、鍺 Ge及摻雜的半導(dǎo)體材料，以及一些有機(jī)物。 + + + + + + _ _ _ _ _ _ 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。 吸（放）熱速率： dθ p/dt=π I， π 稱為帖耳帖系數(shù) x y T1 T2 1 2 導(dǎo)體 a 導(dǎo)體 b 光電檢測器件的特性參數(shù) 光電檢測器件利用特質(zhì)的光電效應(yīng)把光信號轉(zhuǎn)換成電信號的器件，它的性能對光電檢測系統(tǒng)影響很大。 利用時(shí)間常數(shù)可得到頻率響應(yīng)關(guān)系： S(f)=S0/[1+(2πfτ)2]1/2 S0為頻率是零時(shí)的響應(yīng)度； τ 為時(shí)間常數(shù)。 光 電檢測器工作溫度不同，工作性能將會有所變化。 散粒噪聲： 或稱散彈噪聲，即穿越勢壘的載流子的隨機(jī)漲落（統(tǒng)計(jì)起伏）所造成的噪聲。存在截止波長。 特點(diǎn) ：（與測輻射計(jì)、溫差熱電堆等比較） 頻率特性好，室溫下工作，無需致冷， 體積小，重量輕，堅(jiān)固。這就是光生伏特效應(yīng)。 針對本征半導(dǎo)體材料 ,即： hvEg 即存在截止波長： λ 0=hc/Eg=。 即：光子能量 hv大于材料禁帶寬度 Eg的入射光，才能激光出電子空穴對，使材料產(chǎn)生光電導(dǎo)效應(yīng)。 光生伏特效應(yīng) 達(dá) 到內(nèi)部動態(tài)平衡的半導(dǎo)體 PN結(jié)，在光照的作用下，在 PN結(jié)的兩端產(chǎn)生電動勢，稱為光生電動勢。 熱釋電探測器 結(jié)構(gòu)
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