zm光電導探測器ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-25 22:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 出現(xiàn)的一種滯后現(xiàn)象，其效應曲線如下圖所示。一般，亮電阻由高照度狀態(tài)變?yōu)榈驼斩葼顟B(tài)達到穩(wěn)定值時所需的時間要比由低照度狀態(tài)變?yōu)楦哒斩葼顟B(tài)時短。 硫化鎘光敏電阻亮態(tài)前歷效應曲線 七、溫度特性 光敏電阻的溫度特性很復雜，在一定的照度下，亮電阻的溫度系數(shù) α有正有負 )( 12112TTRRR????R R2分別為與溫度 T T2相對應的亮電阻。 溫度對光譜響應也有影響。一般說，光譜特性主要決定于材料，材料的禁帶寬度越窄則對長波越敏感，但禁帶很窄時，半導體中熱激發(fā)也會使自由載流子濃度增加，使復合運動加快，靈敏度降低。因此，采取冷卻靈敏面的辦法來提高靈敏度往往是很有效的。 ?光敏電阻在某一光照下的阻值，稱為該光照下的亮電阻。 圖所示為典型 CdS（實線）與 CdSe（虛線） 光敏電阻在不同照度下的溫度特性曲線。以室溫（ 25℃ ）的相對光電導率為 100%，觀測光敏電阻的相對光電導率隨溫度的變化關系，可以看出光敏電阻的相對光電導率隨溫度的升高而下降，光電響應特性隨著溫度的變化較大。 隨著溫度的升高 ， 其暗電阻和靈敏度下降 ， 光譜特性曲線的峰值向波長短的方向移動 。 硫化鎘的光電流 I和溫度 T的關系如圖所示 。 有時為了提高靈敏度 ， 或為了能夠接收較長波段的輻射 ， 將元件降溫使用 。 例如 ，可利用制冷器使光敏電阻的溫度降低 。 I / μA 100 150 200 50 10 30 50 10 30 T / 186。C 20 40 60 80 100 0 λ/μm I/mA +20 186。C 20 186。C 硫化鎘的光電流 I和溫度 T的關系 ?一般 n型半導體的 EF位于 Ei之上 Ec之下的禁帶中。 ?EF既與溫度有關，也與雜質(zhì)濃度 ND有關： 一定溫度下?lián)诫s濃度越高，費米能級 EF距導帶底 Ec越近； 如果摻雜一定，溫度越高 EF距 Ec越遠，也就是越趨向 Ei。 Si中不同摻雜濃度條件下費米能級與溫度的關系 八 . 響應時間和頻率響應 光敏電阻的響應時間 （ 又稱為慣性 ） 比其他光電器件要差 （ 慣性要大 ） 些 ， 頻率響應要低些 ， 而且具有特殊性 。 當用一個理想方波脈沖輻射照射光敏電阻時 ， 光生電子要有產(chǎn)生的過程 ， 光生電導率 Δ σ要經(jīng)過一定的時間才能達到穩(wěn)定 。 當停止輻射時 ， 復合光生載流子也需要時間 ， 表現(xiàn)出光敏電阻具有較大的慣性 。 通常 光敏電阻的響應時間與入射輻射的強弱有關 ，光照越強其時間常數(shù)越小 ， 光照越弱其時間常數(shù)越大 。下面分別討論 。 1. 弱輻射作用情況下的時間響應 ?????? 00 t≥0 t=0 對于本征光電導器件在非平衡狀態(tài)下光電導率 Δσ和光電流 IΦ隨時間變化的規(guī)律為 )1( /0 ??? te ????? )1( /0 ?teII ?????當 t=τ 時， Δ σ = σ0， IΦ = e0； 定義 τ＝ τ r為光敏電阻的上升時間常數(shù) 停止輻射時 ， 入射輻射通量為 ??????00t=0 t≥0 光電導率和光電流隨時間變化的規(guī)律為 ??? /0 te ???? ?/0 teII ????顯然，光敏電阻在弱輻射作用下的上升時間常數(shù) τ r與下降時間常數(shù) τ f近似相等。 當 t=τ ， Δ σ = σ0， IΦ = e0； 定義 τ＝ τ f為下降時間常數(shù) 2. 強輻射作用情況下的時間響應 ?????? 00 t≥0 t=0 光電導率和光電流變化的規(guī)律為 當 t=τ 時， Δ σ = σ0， IΦ = e0； 定義 τ＝ τ r為光敏電阻的上升時間常數(shù) 停止輻射時 ， 入射輻射通量為 ??????00t=0 t≥0 光電導率和光電流隨時間變化的規(guī)律為 當 t=τ ， Δ σ = σ0， IΦ = e0； 定義 τ＝ τ f為下降時間常數(shù) ??? /110 t???? ?/1 10 tII ?? ????? tt an h0??? ?tII t a nh0???)2/()2(/ c o shhst a n h xxxx eeeexxinx ?? ????雙曲正切函數(shù)頻率響應特性 光敏電阻是依靠非平衡載流子效應工作的，非平衡載流子的產(chǎn)生與復合都有一個時間過程，這個時間過程在一定程度上影響了光敏電阻對變化光照的響應。光敏電阻采用交變光照時，其輸出將隨入射光頻率的增加而減小。 1硒 2硫化鎘 3硫化鉈 4硫化鉛 U?f3dB 2120])2(1[)(?? ff????通常， CdS的響應時間在幾十毫秒至幾秒； CdSe的響應時間約為102～ 103s； PbS約為 104s。由此可見，要達到穩(wěn)定輸出，頻率響應不會超過 10kHz，一般為 1kHz。 增益帶寬積意義：當一個器件制作完后，外加電壓確定后，增
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