第二章光電檢測(cè)器件工作原理及特性-資料下載頁(yè)
2025-08-01 13:01本頁(yè)面
【正文】 變化的特性稱為頻率響應(yīng)。 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)。 可求得放大器的上限截止頻率： f上 =1/2πτ =1/2π RC 可見(jiàn)： 光電檢測(cè)器電路時(shí)間常數(shù)決定了頻率響應(yīng)帶寬 熱噪聲： 當(dāng)入射輻射功率很低時(shí)，輸出只是些雜亂無(wú)章的變化信號(hào)，無(wú)法肯定是否為入射輻射信號(hào)，這是檢測(cè)器固有的噪聲引起的。其時(shí)間平均值為零，但均方根不等于零，即存在瞬時(shí)電流擾動(dòng)。這個(gè)均方根電壓（或電流）即為噪聲電壓（流）。熱噪聲是由載流子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)造成的。 熱 噪聲存在于任何電阻中，與溫度成正比，與頻率無(wú)關(guān)，說(shuō)明熱噪聲是由各種頻率分量組成，可稱為白噪聲。 散粒噪聲： 或稱散彈噪聲，即穿越勢(shì)壘的載流子的隨機(jī)漲落（統(tǒng)計(jì)起伏）所造成的噪聲。 信噪比（ S/N）： 信噪比是判斷噪聲大小通常使用的參數(shù)。它是在負(fù)載電阻 RL上產(chǎn)生的信號(hào)功率與噪聲功率比。 S/N=PS/PN=IS2RL/IN2RL=IS2/IN2 用分貝（ dB）表示： （ S/N)dB=10lg(IS2/IN2)=20lg(IS/IN) S/N的大小與入射信號(hào)輻射功率及接收面積有關(guān)，入射輻射強(qiáng)，接收面積大，則 S/N就大。但性能不一定就好，對(duì)兩種光電器件只有在相同信號(hào)輻射功率相同情況下才能比較。 線性度（非線性誤差 δ ）： 線性度是描述光電檢測(cè)器輸出信號(hào)與輸入信號(hào)保持線性關(guān)系的，即在規(guī)定范圍內(nèi)，光電檢測(cè)器的輸出電量正比于輸入光量的性能。光電檢測(cè)器件的響應(yīng)度是常數(shù)的范圍稱為線性區(qū)。 δ =Δ max/I2I1 實(shí)線為實(shí)際響應(yīng)曲線 虛線為擬合直線 Φ I O I2 I1 光 電檢測(cè)器線性區(qū)的大小與檢測(cè)器電子線路有很大關(guān)系：線性區(qū)的下限一般由光電器件的暗電流和噪聲因素決定，上限由飽和效應(yīng)或過(guò)載決定。還隨偏置、輻射調(diào)制及調(diào)制頻率等條件的變化而變化。 工作溫度： 光 電檢測(cè)器的工作溫度是最佳工作狀態(tài)時(shí)的溫度，是光電檢測(cè)器重要的性能參數(shù)之一。 光 電檢測(cè)器工作溫度不同，工作性能將會(huì)有所變化。 例如 HgCdTe（汞鎘碲）檢測(cè)器在液氮溫度時(shí)，有較高的信噪比，而鍺摻銅光電導(dǎo)器件在 4K左右時(shí)，有較高的信噪比；如果溫度升高，它們的性能會(huì)逐漸變差，以致無(wú)法使用。 又如 InSb（銻化銦）器件，工作溫度在 300K，長(zhǎng)波限為 ，峰值波長(zhǎng)在 6um，工作溫度為 77K時(shí)，長(zhǎng)波限為，峰值波長(zhǎng)為 5um，變化明顯。 對(duì)于熱電檢測(cè)器，環(huán)境檢測(cè)工作溫度變化會(huì)使 響應(yīng)度和 熱噪聲 發(fā)生變化，
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