光電導(dǎo)探測器ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-02 04:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 為調(diào)制頻率； ?為響應(yīng)時(shí)間 相對輸出隨光調(diào)制頻率的增加而減小 CGf c ??七、前歷效應(yīng) ? 中態(tài)前歷效應(yīng)數(shù)值越小越好。 前歷效應(yīng)分為短態(tài)前歷效應(yīng)和中態(tài)前歷效應(yīng) ? 短態(tài)前歷效應(yīng)數(shù)值越大 ,靈敏度越高 。通常在黑暗中放置的時(shí)間越短 ,短態(tài)前歷效應(yīng)越顯著。 光敏電阻的使用要點(diǎn) ① 用于模擬量時(shí)，只有在弱光照射下光電流與入射輻射通量成線性關(guān)系 ② 用于光度量測試儀器時(shí)，必須對光譜特性曲線進(jìn)行修正，保證其與人眼的光譜光視效率曲線相符合 ③ 冷卻靈敏面 — 提高長波區(qū)靈敏度（光譜特性與溫度有關(guān)，溫度低時(shí)，靈敏范圍和峰值波長都向長波方向移動(dòng)） ④ 不適于在高溫下使用（溫度特性復(fù)雜） ⑤ 要求帶寬 犧牲靈敏度（頻帶寬度比較窄） ⑥ 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì) 前歷效應(yīng) Hg1xCdxTe光電導(dǎo)探測器件 Hg1xCdxTe系列光電導(dǎo)探測器件是目前所有紅外探測器中性能最優(yōu)良最有前途的探測器件 ， 尤其是對于 4~8μm 大氣窗口波段輻射的探測更為重要 。 Hg1xCdxTe系列光電導(dǎo)體是由 HgTe和 CdTe兩種材料的晶體混合制造的，其中 x標(biāo)明 CdTe元素含量的組分。在制造混合晶體時(shí)選用不同 CdTe的組分 x，可以得到不同的禁帶寬度 Eg，便可以制造出不同波長響應(yīng)范圍的 Hg1xCdxTe探測器件。一般組分 x的變化范圍為~，長波長的變化范圍為 1~30μm 。 167。 43 實(shí)用光電導(dǎo)探測器 InSb光電導(dǎo)探測器 InSb光敏電阻是 3~5μm 光譜范圍內(nèi)的主要探測器件之一。 InSb材料不僅適用于制造單元探測器件，也適宜制造陣列紅外探測器件。 InSb光敏電阻在室溫下的長波長可達(dá) ，峰值波長在 6μm 附近，比探測率 D*約為 1 1011cmHzW1。當(dāng)溫度降低到 77K（液氮）時(shí)，其長波長由 縮短到 ，峰值波長也將移至 5μm ，恰為大氣的窗口范圍，峰值比探測率 D*升高到 2 1011cmHzW1。 CdS光敏電阻 CdS光敏電阻是最常見的光敏電阻，它的光譜響應(yīng)特性最接近人眼光譜光視效率，它在可見光波段范圍內(nèi)的靈敏度最高，因此，被廣泛地應(yīng)用于燈光的自動(dòng)控制，照相機(jī)的自動(dòng)測光等。 CdS光敏電阻的峰值響應(yīng)波長為 ， CdSe光敏電阻為 ，一般調(diào)整 S和 Se的比例，可使 Cd（ S， Se）光敏電阻的峰值響應(yīng)波長大致控制在 ~ 范圍內(nèi)。 PbS光敏電阻 PbS光敏電阻是近紅外波段最靈敏的光電導(dǎo)器件。 PbS光敏電阻在 2μm 附近的紅外輻射的探測靈敏度很高，因此，常用于火災(zāi)的探測等領(lǐng)域。 PbS光敏電阻的光譜響應(yīng)和比探測率等特性與工作溫度有關(guān)，隨著工作溫度的降低其峰值響應(yīng)波長和長波長將向長波方向延伸，且比探測率 D*增加。例如，室溫下的 PbS光敏電阻的光譜響應(yīng)范圍為 1~ ，峰值波長為 ，峰值比探測率 D*高達(dá)1 1011cmHzW1。當(dāng)溫度降低到（ 195K）時(shí)，光譜響應(yīng)范圍為1~4μm ，峰值響應(yīng)波長移到 ，峰值波長的比探測率 D*也增高到 2 1011cmHzW1。 隨輸入光通量 ??的變化，負(fù)載電流的變化 ?I變?yōu)? 根據(jù)負(fù)載電阻 RL和光敏電阻 R的大小關(guān)系，可確定電路的三種工作狀態(tài) a) 恒流偏置 ① 負(fù)載電阻 RL 輸入電路中的負(fù)載電阻比光敏電阻大得多 (即 RLR)時(shí) 負(fù)載電流與光敏電阻值無關(guān)，并且近似保持常數(shù) 輸出信號(hào)電流取決于光敏電阻和負(fù)載電阻的比值，與偏置電壓成正比 LbL RUI ? 恒流偏置電路 ???????????? 2Lb RRSUI電壓信噪比較高 適用于高靈敏度測量 RL很大 為使光敏電阻正常工作所需的偏置電壓很高（有時(shí)達(dá) 100V以上） 采用晶體管作恒流器件來代替 RL降低電源電壓） 167。 44 光敏電阻的變換電路 ? 恒流電路 (RLR) 通常，當(dāng) RL187。R時(shí)，流過光敏電阻的電流基本不變，此時(shí)的偏置電路稱為恒流電路?？梢肴鐖D所示的晶體管恒流偏置電路。 穩(wěn)壓管 DW將晶體三極管的基極電壓穩(wěn)定，即 UB=UW，流過晶體三極管發(fā)射極的電流 Ie 為 ebeWeUIRU??在晶體管恒流偏置電路中輸出電壓 Uo為 RIUU cbbo ??求微分得 RIU dd co ??將 代入上式得 v2g EdRd RS??vg2ebeWo dd ESRRUUU ??或 vg2eWo eSRRUu ?顯然，恒流偏置電路中光敏電阻的電壓靈敏度 SV為 g2eW0v SRRUdEdUSV??b) 恒壓偏置 光敏電阻在較高的頻率下工作時(shí)，除選用高頻響應(yīng)較好的光敏電阻外，負(fù)載電阻 RL必須取較小的數(shù)值，否則時(shí)間常數(shù)較大，對高頻響應(yīng)不利 在較高頻率下工作時(shí) 電路往往處于失配狀態(tài) 光敏電阻上的電壓近似與電源電壓相等 恒壓偏置（光敏電阻上的電壓保持不變的偏置） 信號(hào)電壓變?yōu)? 光敏電阻的電導(dǎo)變化量（引起信號(hào)輸出的原因） 當(dāng)負(fù)載電阻 RL比光敏電阻 R小得多 (即 RLR)時(shí)，負(fù)載電阻兩端的電壓為 0?LU???? Lb RSUUGS ???? 恒壓偏置的輸出電壓信號(hào)與光敏電阻阻值無關(guān)，僅取決于電導(dǎo)的相對變化 優(yōu) 點(diǎn) 檢測電路在更換光敏阻值時(shí)對
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