傳感器技術(shù)及其應(yīng)用(3)(編輯修改稿)
2024-11-15 10:44 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ? 第二級 ? 第三級 ? 第四級 ? 第五級 18 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 ? 這個(gè)電流與 ()式所示電流方向相反 ,所以流經(jīng)結(jié)點(diǎn)的電流是二者之差 ,即 0(e x p 1 )seUI I IkT? ? ? 由此可見 ,當(dāng)有光照射時(shí) ,電壓 電流特性向下方平行 移動(dòng) ,如圖 (2)所示 。 當(dāng) I=0時(shí) ,對 U求解 ,得開路 電壓為 00 l n ( 1 )sk T IUeI??如果入射光較弱 ,I0Is,則有 0sk T PUI h c???? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級 ? 第三級 ? 第四級 ? 第五級 19 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 光的吸收系數(shù) ? 光在半導(dǎo)體材料中傳播時(shí)會(huì)產(chǎn)生衰減 ,即產(chǎn)生光吸收 。 半導(dǎo)體材料通常能強(qiáng)烈地吸收光能 ,對光的吸收作用常用吸收系數(shù)來描述 。 光的吸收系數(shù) α與光波的波長 λ有很大的關(guān)系 ,圖 材料光的吸收系數(shù)曲線 。 下面定量討論某一種光波長在硅中傳播的平均深度 ,為設(shè)計(jì)和制造光電三極管和二極管 ,提供理論依據(jù) 。 ? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級 ? 第三級 ? 第四級 ? 第五級 20 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 圖 光的吸收系數(shù) α與光波波長 λ的關(guān)系 1061051041031021010 . 2 0 . 4 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 61 . 80 . 610310210110－ 110－ 23 0 0 k7 7 kGeG a A sSi吸收系數(shù)?/cm－1穿透深度 /?m1 ?波長 ?? / ? m? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級 ? 第三級 ? 第四級 ? 第五級 21 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 ? 以 Φ(x)表示硅片內(nèi)距表面 x處的光強(qiáng) 。由于光的吸收作用 ,從 x到 x+dx間光強(qiáng)減弱了 dΦ,則吸收系數(shù) α的定義為 ddx????? 它的量綱是長度的倒數(shù) cm1。對上式積分可以得 到光強(qiáng)在半導(dǎo)體內(nèi)的分布為 0() xxe ??? ? ?? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級 ? 第三級 ? 第四級 ? 第五級 22 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 ? 其中 Φ0是硅片表面 (x=0)處入射光的強(qiáng)度 ,單位為光子數(shù) /scm2。 可見光在進(jìn)入硅片后按指數(shù)規(guī)律衰減 ,它的平均透入深度為 0011[ ( ) ]x x d x??? ? ? ?? ? 由上式可知 ,欲求一定波長的光在硅中傳播的平均深度 ,只要從圖 的吸收系數(shù) α,再取其倒數(shù)就可以了 。 ? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級 ? 第三級 ? 第四級 ? 第五級 23 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 光傳感器的特性表示法 ? 靈敏度 ? 光電器件對輻射通量的反應(yīng)稱為靈敏度 ,也稱為響應(yīng) 。 反應(yīng)用電壓或電流表示 。 對可見光常用的有流明靈敏度和勒克斯靈敏度 。 流明靈敏度 1mS ?光電流（ A） 光通量（ lm） ? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級 ? 第三級 ? 第四級 ? 第五級 24 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 ? 式中 ,輻射通量 Φ是指在單位時(shí)間內(nèi)通過某一面積輻射的能量 ,由下式定義 : dWdt??輻射通量的單位為 W。 目前對可見光波段的傳感器也用輻射靈敏度表示。 ? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級 ? 第三級 ? 第四級 ? 第五級 25 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 ? 投射到傳感器的光通量即使相同 ,如果光譜能量分布不同時(shí) ,靈敏度也不同 。 因此 ,在測定靈敏度時(shí)規(guī)定光源是色溫度為 2856K的標(biāo)準(zhǔn)鎢絲燈 。 ? 對紫外線或紅外波段的傳感器 ,常用輻射靈敏度 勒克斯靈敏度 1xS ?光電流（ A） 受光面照度（ lx） S??光電流（ A） 輻射通量（ W） ? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級 ? 第三級 ? 第四級 ? 第五級 26 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 ? 光譜靈敏度 S(λ)與峰值波長 ? 大多數(shù)接收器對
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