【正文】 。 電子快門常用于電子程序快門的照相機(jī)中，其中測(cè)光器件常采用與人眼光譜響應(yīng)接近的硫化鎘(CdS)光敏電阻。 ? 對(duì)于高阻探測(cè)器（ Rd一般大于 1MΩ），一般不采用恒流偏置（偏壓要相當(dāng)高），同時(shí)如對(duì)響應(yīng)時(shí)間也有較高要求，則 RL就不能選大，而常采用恒壓偏置或匹配偏置。 ? 一般按 S/N大為準(zhǔn)則，優(yōu)先選用恒流偏置 ，即 RL Rd（一般為 RL≥10Rs），無(wú)必要或不便采用恒流偏置時(shí)，可用恒壓和匹配偏置。 （ 3）根據(jù) VB ＝ IL （ RL+Rs），在 Rd， RL， IL已定下，算出 VB值，且滿足 VB≤VBmax，否則需重新設(shè)計(jì)選定。 （ 2）設(shè)計(jì)偏置電路時(shí)（確定 VB和 RL ），首先要根據(jù)所用探測(cè)器的信號(hào)噪聲及 S/N輸出對(duì)偏置電流 IL的關(guān)系曲線選定 IL值。 ? 當(dāng)系統(tǒng)以探測(cè)器的熱噪聲和前放的 En為主時(shí)： 恒流偏置 S/N＞匹配偏置 S/N＞恒壓偏置 S/N。 偏置電壓 : 恒流偏置 匹配偏置 恒壓偏置 ?????????? LLddBLS RRR SRVRIVV 22 )(（ 2）從放大器輸出的 S/N比較 2222222239。注意該處的穩(wěn)壓管DW2用來(lái)保護(hù)探測(cè)器，使之兩端電壓不超過(guò)額定值。 dL RR ?dBLddBm RVRRRVP4)(222????3. 恒功率偏置（匹配偏置） 功率匹配 例：銻化銦（ InSb）光電導(dǎo)探測(cè)器（ 77K）的匹配偏置電路 由偏置電壓源（ 12V）和 R1， DW1,R2,R3以及 C1構(gòu)成的穩(wěn)壓濾波電路提供穩(wěn)定的偏置電壓。 dL RR ?? 0??? LdLBA RRRVV???????? ???? ?? SRVGRVGRRIRR GRRIRR dRRVV LBdLBdLdLLdddLLLddLBS22)(特點(diǎn)：輸出信號(hào)電壓不受探測(cè)器電阻 Rd的影響 ! dL RR ??BAB VVVV ???例：硫化鉛（ PbS） PC探測(cè)器的恒壓偏置 特點(diǎn)：與上兩種偏置比較，當(dāng) Rd變化時(shí)探測(cè)器上的功率變化最小 (恒功率的來(lái)源 )。 例： VB＝（ RL＋ Rd） IL=(500K+100K) =300 V 例：銻化銦（ InSb） PC探測(cè)器（ 77K）的恒流偏置電路 分析：探測(cè)器上的電壓近似等于 VB，與 Rd無(wú)關(guān)，基本恒定，與光輻射變化無(wú)關(guān)。 波 長(zhǎng) ( μ m )0 2 4 6 8P b SI n A sH g C d T eP b S eI n S ba視 場(chǎng) 1 8 0 K背 景 3 0 0 KD*(cmHz1/2W1)1 091 01 01 01 11 01 2波 長(zhǎng) ( μ m )相對(duì)光電導(dǎo)響應(yīng)1 5 3 K9 8 K7 8 K2 7 K2 0 KH g C d T e1 0 2 0 3 0 5 0 7 00 . 0 20 . 0 30 . 0 50 . 0 70 . 10 . 20 . 30 . 50 . 71 . 0紅外光電導(dǎo)探測(cè)率圖 碲鎘汞的光譜響應(yīng)特性 *7. 噪聲特性 ?熱噪聲（ 1MHz） )(1k4)(202d2NJ ?????RfTfId2NJk4)(RfTfI ???產(chǎn)生復(fù)合噪聲 (1kHz～ 1MHz) 2022n g r 1f4????? IMeIf42n g r ?? IMeI?電流噪聲（低頻） bffb d lIcI ?? 212nf高頻 低頻 高頻 低頻 噪聲及探測(cè)率 １ /f 熱噪聲 產(chǎn)生復(fù)合噪聲 總噪聲 2nif fc 0 2nf2ngr2NJ2 IIIIN ???總噪聲 2. 噪聲對(duì)偏流的影響 分析：流過(guò)探測(cè)器的電流近似恒定電流，與 Rd無(wú)關(guān) ,不隨光輻射的變化而變化。 光 子 能 量 ( e V )波 長(zhǎng) ( μ m ) 波 長(zhǎng) ( μ m )0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 . 00 . 11 . 00 . 6 1 . 0 1 . 4 1 . 8 2 . 20 . 51 . 01 . 6 1 . 4 1 . 0 0 . 8 0 . 6G eS i光電導(dǎo)相對(duì)值靈敏度(μA/μW) 相對(duì)靈敏度波 長(zhǎng) ( μ m )1 0 08 06 04 02 00 0 . 4 0 . 6 0 . 8C d S相對(duì)靈敏度波 長(zhǎng) ( μ m )1 0 08 06 04 02 00 0 . 4 0 . 6 0 . 8C d S e?硫化鉛光譜響應(yīng)曲線 波 長(zhǎng) ( μ m )P b S1 9 0 K8 0 K3 0 0 K1 2 3 4 5 6 725252521 091 01 01 01 11 01 2探測(cè)率(cmHz1/2W1)? 溫度對(duì)光譜響應(yīng)影響較大，如圖 129和圖 131所示， ? 一般地說(shuō)，光譜響應(yīng)主要由材料禁帶寬度決定，禁帶寬度越窄則對(duì)長(zhǎng)波越敏感，但禁帶很窄時(shí)，半導(dǎo)體中熱激發(fā)也會(huì)使自由載流子濃度增加，使復(fù)合運(yùn)動(dòng)加快，靈敏度降低，因此采用冷卻靈敏面的辦法來(lái)降低熱發(fā)射，來(lái)提高靈敏度往往是很有效的。 光敏電阻 頻帶寬度 都比較窄，在室溫下，一般不超過(guò)幾千赫茲， 6．光譜響應(yīng)特性 ? 光敏電阻的 光譜響應(yīng)特性 主要 由 所用的 半導(dǎo)體材料所 決定 。 二 :當(dāng)光敏電阻器上承受的功率超過(guò)它本身的額定功率后，曲線開始變彎，趨向飽和，電流并未繼續(xù)增大，即大部分光生載流子已參與為光電流。 ? 對(duì)于光敏電阻來(lái)說(shuō)，電流有暗電流 Id，亮電流 I與光電流 Ip ，電導(dǎo)也有暗電導(dǎo) Gd，亮電導(dǎo) G和光電導(dǎo)Gp之分，即 I=Ip+Id ， G=Gp+Gd。Eγ ? 線性系數(shù) γ值 代表亮阻與光照之間呈非線性， γ值 是光敏電阻器的一個(gè)重要參考數(shù)據(jù)， (1 / )?E ( l x )1 0 1 021 03非 線 性Gp Ip=SgEγUa ? 響應(yīng)量光電導(dǎo)與輸入量之比，所以 Sg為光電導(dǎo)靈敏度。 光電特性 : Ip=SgEγUa 2．光電阻的光電導(dǎo)靈敏度 ? 歐姆接觸時(shí)， a=1 ? Ip=GpU ? Gp——光電導(dǎo)值，此式即歐姆定律。 Ip E (lx ) ? 如 a=1，在弱光照下 γ=1： ? Ip=SgEU ? 在弱光照下， Ip與 E具有良好的線性，在強(qiáng)光照射下則為非線性，其它光敏電阻也有類似的性質(zhì)。 光敏電阻實(shí)物圖 當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)， 阻值減小 。 光敏電阻的結(jié)構(gòu) A K I I = I p + I d G = G p + G d 光敏電阻器均制作在陶瓷基體上，光敏面均做成蛇形，目的是要保證有較大的受光表面。 ? 光敏電阻的主要 用途 是：用于照相機(jī)、光度計(jì)、光電自動(dòng)控制、輻射測(cè)量等輻射接收元件。 ? (5) 無(wú)極性 之分，使用方便。 ? (3) 所測(cè)的光強(qiáng)范圍寬，即可測(cè)弱光，也可測(cè)強(qiáng)光。根據(jù)材料不同，有的在可見(jiàn)光靈敏，有的靈敏域可達(dá)紅外區(qū)、遠(yuǎn)紅外區(qū)。 光敏電阻演示 當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)，光生電子—空穴對(duì)增加，阻值減小，電流增大。 光敏電阻 分類 本征型 摻雜型 入射光子的能量大于或等于半導(dǎo)體的禁帶寬度時(shí)能激發(fā)電子－空穴對(duì) Ec Ev Eg 入射光子的能量大于或等于雜質(zhì)電離能時(shí)就能激發(fā)電子空穴對(duì) Ec Ev ?Eg )(12400 nmEEhcgg???)(12400 nmEEhcgg ?????常用于可見(jiàn)光波段測(cè)試 常用于紅外波段甚至遠(yuǎn)紅外測(cè)試 光電導(dǎo)器件材料 禁帶寬度 （ eV） 光譜響應(yīng)范圍 （ nm） 峰值波