光電檢測光電探測器-閱讀頁
2025-05-31 01:33本頁面
【正文】 工作電流不宜過大 。 ?用來測量交變光時， 負載電阻不宜很大 ，因為負載電阻和管子的等效電容一起構成電路的時間常數(shù)，若負載電阻較大，時間常數(shù)就變大，頻帶將變窄。 一、光敏電阻 第三節(jié)、半導體光電檢測器件 本征型 半導體光敏電阻、 摻雜型 半導體光敏電阻 當入射光子使電子由價帶越升到導帶時，導帶中的電子和價帶中的空穴均參與導電，因此電阻顯著減小，電導增加。 dLPdLPIIIggg???＝ ?優(yōu)點 ： 靈敏度高 ， 工作電流大 （達數(shù)毫安） ，光譜響應范圍寬，所測光強范圍寬，無極性之分。 主要用于 紅外的弱光探測與開關控制 。 ★ 它是利用光生伏特效應制成的將光能轉換成電能的器件。 ★ 按用途可分成 太陽能光電池 和 光電檢測光電池 。構成 PN結后，再經(jīng)過各種工藝處理，分別在基底和光敏面上制作輸出電極，涂上二氧化硅作保護膜，即成光電池。 光電檢測光電池具有 光敏面積大 ， 頻率響應高 ， 光電流隨照度線性變化 。 LRIU LRpIjIIU符號 連接電路 等效電路 三、光敏二極管 共同點 ： 一個 PN結，單向導電性 不同點： ⑴受光面大， PN結面積更大， PN結深度較淺； ⑵表面有防反射的 SiO2保護層； ⑶外加負偏壓； 與普通二極管相比 : 共同點： 均為一個 PN結，利用光生伏特效應， SiO2保護膜； 不同點： ⑴ 結面積 比光電池的 小 ， 頻率特性好 ； ⑵光生電勢與光電池相同，但 電流 比光電池 小 ； ⑶可在零偏壓下工作，更常在 反偏壓下工作 ； 與光電池相比： ⑴無光照時，只有熱效應引起的暗電流流過 PN結； ⑵光照時，產(chǎn)生附加的光生載流子，使流過 PN結的電流驟增；反向電壓增加了耗盡層的寬度和結電場，使更多的光生載流子流過 PN結。消除表面漏電流，減少暗電流和噪聲。 ★ 入射光功率不變時，反向電壓加到某一電壓后，光電流幾乎不隨反向電壓的變化而變化。對于擴散型二極管主要馳豫時間為光生載流子向結區(qū)擴散時間。 ★ 對于不同波長的光，器件也有不同的頻率響應。而較短波長的光在靠近表面處被吸收，產(chǎn)生的少數(shù)載流子離 PN結很近，擴散時間短。 載流子的渡越時間 ⑷溫度特性 ★由于反向飽和電流對溫度的強烈依賴性，光敏二極管的暗電流對溫度的變化非常敏感。這樣， PN結的內(nèi)電場就基本上全集中于 I層中，從而使 PN結雙電層的間距加寬，結電容變小。 ② 另一個特點是， 線性輸出范圍寬 。目前有將 PIN管與前置運算放大器集成在同一硅片上并封裝于一個管殼內(nèi)的商品出售。 特點： 工作電壓很高，約 100V～ 200V， 接近于反向擊穿電壓。 響應速度特別快，帶寬可達 100GHz， 是目前響應速度最快的一種光電二極管。 四、光敏三極管 特點： 光電晶體管的 靈敏度 比光電二極管 高 ， 輸出電流 也比光電二極管 大 ，多為毫安級。所以光敏三極管多用來作光電開關元件或光電邏輯元件。 這兩種器件中，襯底是共用的，而各光敏元都是獨立的，分別有各自的前極引出線。 2～ 4個并列的光敏元，可用來收集光點移動的相位信息。 象限式光電器件可用來確定光點在二維平面上的位置坐標。 這種器件的特點是，光敏元件密集度大，總尺寸小，容易作到各單元多數(shù)一致，便于信號處理。 當入射光是一個小光斑，照射到光敏面時，其輸出則與光的能量中心位置有關。 一、接受光信號的方式 ⑴光信號的有無： 被測對象造成投射到光電器件上的光信號截斷或通過。這時光電器件不考慮線性，而 要考慮靈敏度 。 ⑶光信號的幅度大?。?當被測對象因對光的反射率、透過率或是被測對象本身光輻射的強度變化，此時光信號幅度大小亦改變。 ⑵光信號按一定頻率交替變化： 這種光信號的輸入是有一定頻率的，必須使所選器件的 上限截止頻率大于輸入信號的頻率 才能測出輸入信號的變化。 ⑷靈敏度高不一定就是輸出電流大，而 輸出電流大的器件有大面積光電池、光敏電阻、雪崩光電二極管和光電三極管； ⑸ 外加偏置電壓最低 的是光電二極管、光電三極管，光電池不需外加偏置； ⑹ 在暗電流 方面，光電倍增管和光電二極管最小，光電池不加偏置時無暗電流，加反向偏置后暗電流也比光電倍增管和光電二極管大； ⑺ 長期工作的穩(wěn)定性 方面，以光電二極管、光電池為最好，其次是光電倍增管與光電三極管； ⑻在 光譜響應 方面，以光電倍增管和 CdSe光敏電阻為最寬，但光電倍增管響應偏紫外方向，而光敏電阻響應偏紅外方向。 2）使用時對 入射光強 范圍的選擇應視 用途 而定。用于模擬量測量時，光照不宜過強。 3）靈敏度主要決定于器件，但也與 使用條件和方法 有關，例如光源和接收器在光譜特性上是否匹配；入射光的方向與器件光敏面法線是否一致等。負載電阻大，輸出電壓可以大，但 τ會變大，響應變慢。 5） 靈敏度與頻帶寬度之積為一常數(shù)的結論 ，對結型光電器件也適用。暗電流大的器件，容易受溫度變化的影響，而使電路工作不穩(wěn)定，同時噪聲也大。 一、分析題 紅外報警電路如圖所示，分析它的工作原理 ？ 二、選擇題 雪崩光電二極管是利用（ ）效應制作的器件。 ⑵ 若光敏電阻的光電導靈敏度 Sg＝ 6 10－ 6S/lx,求光敏電阻所受的照
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