[信息與通信]光電檢測技術—第四章(編輯修改稿)
2025-01-03 22:50 本頁面
【文章內容簡介】 電流也越大。 –適于需要輸出大電流的場合。 光電池的應用 ?電流源使用 9 0 0 ( l x )800700600500400300200100100 200 300 4000 . 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 6I / m A0 . 5 k ?1 k ?3 k ?AU / m V0 光電池的應用 ?電流源使用 –光電池作為控制元件時通常接非線性負載，控制晶體管工作。 I / ?? A120100806040200100 200 300 400 500 U / m VA1002003004005006007008 0 0 l xBIC－ EIB( b )( a )圖 光電池接非線性負載的情況 光電池的應用 ?電流源使用 –光電池作為電源使用時，根據使用要求進行連接。 –需要高電壓時應將光電池串聯使用。 –需要大電流時應將光電池并聯使用。 光電池的應用 ?電流源使用 光電池電路連接 光電池的應用 ?電流源使用 RW IB＋ EIB＋ ED( a ) ( b )圖 用可變電阻 RW、二極管 D產生所需的附加電壓 光電池的應用 ? 作電壓源使用 –硅光電池的開路（負載電阻 RL趨于無限大時）電壓與照度的關系是非線性的。 –作為測量元件使用時 ,一般不宜當作電壓源使用。 –適合于開關電路或繼電器工作狀態(tài)。 光電池的應用 ?電壓源使用 圖 (a)電路； (b)伏安特性曲線 a r c t a nRL1Aa r c t a nRL1UBB ′A ′E? ＝ 0或? ＝ 0E??? ?E??? ? ?E??? ? ?＋ E( a ) ( b )O 硅光電二極管和 硅光電三極管 ? 光電二極管和光電池基于 pn結的光電效應而工作。 ? 可見光及紅外光譜區(qū)。 ? 硅光電二極管通常工作在反偏置條件下，即光電導工作模式。 ? 硅光電二極管也可工作在零偏置狀態(tài)，即光伏工作模式：暗電流等于零。 ? 光電三極管工作原理主要基于光生伏特效應。 硅光電二極管和 硅光電三極管 ? 光電二極管 –結構 ? P—N結 ? 單向導電的非線性元件 ? 為了提高轉換效率大面積受光，PN結面積比一般二極管大。 硅光敏二極管結構 硅光電二極管和 硅光電三極管 –工作原理 ? 反向偏置狀態(tài) ? 無光照時，反向電阻很大，反向電流很??； ? 有光照時， PN結處產生光生電子空穴對； ? 在電場作用下形成光電流。 光敏二極管基本電路 硅光電二極管和 硅光電三極管 基本特性 –光照特性 –光電流與照度成線性關系。 硅光電二極管光照特性 硅光電二極管和 硅光電三極管 –伏安特性 –反向偏壓較低時，光電流隨電壓變化比較敏感。 –反向偏壓加大，光生電流趨于飽和。 硅光電二極管和 硅光電三極管 –光譜特性 –入射波長＞ 900nm時，響應下降。 –入射波長＜ 900nm時，響應也逐漸下降。 硅光敏二極管光譜響應 硅光電二極管和 硅光電三極管 –溫度特性 –暗電流對溫度變化很敏感。 光敏二極管暗電流與溫度關系 硅光電二極管和 硅光電三極管 –頻率響應 –與本身的物理結構、工作狀態(tài)、負載以及入射光波長等因素有關。 圖 426 2CU型硅光電二極管的響應時間 負載曲線 光敏二極管頻率響應曲線 硅光電二極管和 硅光電三極管 –硅光電二極管的頻率響應還可以用等效電路來計算 (a)實際電路 (b)等效電路 (c)高頻簡化等效電路 (d)低頻等效電路 硅光電二極管和 硅光電三極管 –影響頻率響應的主要因素是： ? 光生載流子在 P區(qū)的擴散時間 τp； ? 在勢壘區(qū)的漂移時間 τd； ? 結電容和負載電阻決定的電路時間常數 τc。 –載流子的總渡越時間為 τp+τd+τc，實際決定于 τc。 硅光電二極管和 硅光電三極管 ? 光電三極管 –結構 ? 基極 —集電極結作為光敏二極管 ? 集電結做受光結 ? 基極無引線，集電結加反偏 ? 玻璃封裝上有個
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