第04章_光伏探測(cè)器(參考版)
2025-08-04 17:49本頁面
【正文】 C）內(nèi)自動(dòng)穩(wěn)定偏壓 反向偏置電路 自偏置電路 零伏偏置電路 光伏探測(cè)器的偏置電路 總 結(jié)： ? ? Lb IRUIU ??本章小結(jié) 1．光伏探測(cè)器：光電池、光電二極管 (PD)、 PIN光電二極 管 (PIN PD)、雪崩光電二極管（ APD）和光電三極管等 2．光伏探測(cè)器工作模式：光電導(dǎo)和光伏模式 3．光伏探測(cè)器的光電特性：照度、負(fù)載特性，線性 4. 光伏探測(cè)器的噪聲：光電流、暗電流散粒噪聲 ,雪崩噪聲 等 5．光伏探測(cè)器偏置電路：自偏置電路、零伏偏置電路和反向 偏置電路 6．光伏探測(cè)器與光導(dǎo)探測(cè)器比較：內(nèi)增益 、響應(yīng)頻率 、光 譜響應(yīng) 。 溫度范圍（－ 40176。 電路圖： 輸出電壓： Uo= ?IpRf 跨 阻抗 放大？ 反偏 光電二極管？ 思考： 電路特點(diǎn)： －－具有極小的負(fù)載電阻（ ri） －－不易出現(xiàn)信號(hào)失真 －－又能輸出較大的電壓信號(hào) 與基本反向偏置電路相比： 電路特點(diǎn)： 與零伏偏置電路相比： －－具有較高的反向工作偏壓（ Ub） －－光電二極管結(jié)電容較小 ，響應(yīng)速度快 －－有較大線性響應(yīng)動(dòng)態(tài)范圍 電路應(yīng)用： 已研制一種采用 PIN光電二極管和輸入級(jí)為場(chǎng)效應(yīng)管（ FET）的跨阻抗放大電路組合件，即PINFET微型組件 。 2．零伏偏置電路實(shí)例 例 1： 自偏置 _負(fù)載電阻為零 例 2： 反偏置 _反偏壓為零 反向偏置電路特點(diǎn)： －－靈敏度、頻帶寬度和光電變換線性范圍 光伏探測(cè)器的偏置電路 反向偏置電路 光伏探測(cè)器的偏置電路 為了分析問題方便，將第三象限特性曲線旋轉(zhuǎn)到第一象限 與晶體三極管輸出曲線類似 ? ? bLU I U I R??電路圖： 回路方程： U(I)為光電二極管的端電壓 Ub為偏置電壓 負(fù)載電阻上的輸出信號(hào)： 選擇負(fù)載電阻 RL和偏置電壓 Ub ： 負(fù)載電阻的影響 偏置電壓的影響 選擇負(fù)載電阻 RL和偏置電壓 Ub ： 方法： －－標(biāo)出拐點(diǎn) M bMLMUURI??－－功耗限制 2L b m a xR U / P?－－圖解分析方法 選擇負(fù)載電阻 RL和偏置電壓 Ub ： －－標(biāo)出拐點(diǎn) M bMLMUURI??圖解分析方法： 直觀、方便，適應(yīng)于檢測(cè)恒定或緩慢變化的入射光信號(hào)的直流電路，特別適應(yīng)大信號(hào)狀態(tài)下的電路分析。 光伏探測(cè)器的偏置電路 2．空載電壓輸出區(qū) RL～ 1MΩ 光電池處于接近開路狀態(tài) 光照，輸出電壓從 0跳躍到 ～ 空載電壓輸出區(qū)： 具有很高的光電轉(zhuǎn)換靈敏度，不需偏置電源，適合于開關(guān)或控制電路 光伏探測(cè)器的偏置電路 兩種零伏偏置電路： 0 自偏置 ：負(fù)載電阻為零 反偏置 ：反偏壓很小或?yàn)榱? 光伏探測(cè)器的偏置電路 光電科學(xué)與工程學(xué)院 College Of Optoelectric Science and Engineering 1．零伏偏置電路特點(diǎn) 中遠(yuǎn)紅外波段光伏探測(cè)器： －－窄禁帶（ Eg很小），受熱激發(fā)影響較 大，反向偏壓不能大 (一般為 幾百毫伏 至一點(diǎn) 幾伏 ) －－零伏偏置或接近于零伏偏置。 CCD攝像器件－－顏色識(shí)別功能 光伏探測(cè)器組合器件 10DP型光電二極管線陣器件 結(jié)構(gòu)： 光伏探測(cè)器組合器件 100以上， 一維光學(xué)圖像、 空間頻譜分析 線陣 CCD 2個(gè)， 光點(diǎn)移動(dòng)方向 用途： 2～ 4個(gè)， 相位信息 光伏探測(cè)器組合器件 —— 準(zhǔn)直、定位、 跟蹤、頻譜分析 各種象限式光電器件示意圖 光伏探測(cè)器組合器件 以四象限為例： 若入射光為正中心 O， 4個(gè) PD的輸出均等； 若偏于 1象限，則 PD1輸出較大，其余均較小 工作原理 缺點(diǎn)： 光敏面上有 象限分隔線 ，對(duì)光斑位置 不能進(jìn)行 連續(xù)測(cè)
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