s光電探測器ppt課件-閱讀頁
2025-05-18 18:39本頁面
【正文】 PIN光電二極管：提高了時間響應(yīng)，未能提高器件的光電靈敏度（無內(nèi)部增益）。它利用光生載流子在強(qiáng)電場內(nèi)的定向運(yùn)動，產(chǎn)生的雪崩效應(yīng)獲得光電流的增益。 當(dāng) APD在高反偏壓下工作，勢壘區(qū)中的電場很強(qiáng)，電子和空穴在勢壘區(qū)中作漂移運(yùn)動時得到很大的動能。 碰撞電離和雪崩倍增 37 LOGO 特殊結(jié)型光電二極管 ③ 雪崩光電二極管 電離產(chǎn)生的載流子數(shù)遠(yuǎn)大于光激發(fā)產(chǎn)生的光生載流子數(shù)，這時雪崩光電二極管的輸出電流迅速增加，其電流倍增系數(shù) M定義為 ： 0IIM ?I為倍增輸出的電流， I0為倍增前輸出的電流。 最佳工作點(diǎn)： B點(diǎn)附近 39 LOGO 特殊結(jié)型光電二極管 ③ 雪崩光電二極管 結(jié)構(gòu) 圖（ a）在 P型硅基片上擴(kuò)散雜質(zhì)濃度大的 N+層，制成 P型 N結(jié)構(gòu)； 圖（ b）在 N型硅基片上擴(kuò)散雜質(zhì)濃度大的 P+層，制成 N型 P結(jié)構(gòu)； 圖（ c）所示為 PIN型雪崩光電二極管。市面上以此產(chǎn)品為主。它們的結(jié)構(gòu)很類似。光電耦合器則是把發(fā)光元件與受光元件都封閉在一個不透光的管殼里。 ?在工業(yè)檢測、電信號傳輸處理和計算機(jī)系統(tǒng)中，常常需要實(shí)現(xiàn)輸入、輸出裝置和計算機(jī)之間的電氣隔離、匹配、抗干擾等功能。它的輸入輸出信號之間完全沒有電路的聯(lián)系。 具有抗干擾和噪聲的能力。 響應(yīng)速度快。 光電開關(guān)多用于光電計數(shù)、報警、安全保護(hù)、無接觸開關(guān)及各種光電控制方面；光電耦合器則多用于電位隔離、電平匹配、抗干擾電路、邏輯電路、數(shù) /模轉(zhuǎn)換、過流保護(hù)及高壓控制等。 負(fù)載線的確定： I＝ 0， （ N點(diǎn)） V=0, （ T點(diǎn)） bVV ?bb RVI /?負(fù)載線的斜率為：－ 1/Rb。 ΔΦ緩慢改變時， 在負(fù)載電阻上會產(chǎn)生 177。 Δ IQ的電流信號輸出。 Rb影響 在一定偏壓下，隨 Rb增大，信號電壓范圍變大，但信號會產(chǎn)生畸變。但功耗加大，過大的 Vb會引起 PD反向擊穿。 49 LOGO 恒流源型探測器的偏置和設(shè)計 例 用 2DU測緩變輻射通量（靜態(tài)）。要求負(fù)載線建立在線性區(qū)內(nèi)。 V 反偏壓 PD的交變光探測電路交流通路 53 LOGO 恒流源型探測器的偏置和設(shè)計 （ 2）根據(jù)交流通路確定動態(tài)負(fù)載線和工作區(qū)域 設(shè)光照度變化： 則光照度變化范圍 : 等效交流負(fù)載電阻： tEEE m ?s i n0 ??mEE ?0Lb RR //交流負(fù)載線與光照度 E=E0對應(yīng)的伏安特性相交于 Q點(diǎn)。 54 LOGO 恒流源型探測器的偏置和設(shè)計 （ 3）計算負(fù)載 RL上的交流輸出電壓峰值 Vm、電流峰值 ILm和負(fù)載功率 PL mEm ESI ?bLmm GGIV??bLmEmGGESV??（峰值） mLLmmL VGRVI ?? /（峰值） 22221212121??????????? bLmELmLmLmmLmL GGESGVGVIVIP （有效值） 55 LOGO 恒流源型探測器的偏置和設(shè)計 （ 4）計算最大功率輸出時負(fù)載 RL上的輸出電壓 VLmax、電流 ILmax和負(fù)載功率 PLmax 將 PL對 GL求偏微分，得最大功率輸出條件為 : 22 ???????? bLmELL GGESGPbL GG ?bmELGESV2m a x ?22m a x 8)()2(2 bmEbmEbLGESGESGP ??mELLaxLm ESVPI 21/2m a xm a x ??電流由負(fù)載和偏置電阻均分 bLmEmGGESV??12L L m mP I V??56 LOGO 恒流源型探測器的偏置和設(shè)計 （ 5）計算最大功率輸出時直流偏置電阻 Rb0和偏置電壓 Vb 大三角中 0)( ESGVVI EbQbQ ???小三角中 mEbMQ ESGVV ?? 2)()(2)2( 00MbmEbVVEESG???)2()(200 EESVVRmEMbb??? 當(dāng)已知電源電壓 Vb時，可計算出偏置電阻 Rb。W時，伏安特性曲線拐點(diǎn)電壓 VM＝ 10V，電源電壓 Vb＝ 64V，設(shè)激光的輻射通量 Φ=(20+5sinωt) 181。W時，伏安特性曲線拐點(diǎn)電壓 VM＝10V，電源電壓 Vb＝ 64V，設(shè)激光的輻射通量 Φ=(20+5sinωt) 181。 采用低輸入阻抗高增益的電流放大器 64 LOGO 恒流源型探測器的偏置和設(shè)計 ? 用 2CU接收激光信號， 2CU的 S=， Φ=25181。W，求管子在線性區(qū)，獲得最大功率時的偏置電阻 Rb和負(fù)載電阻 RL， VLmax， ILmax和上限截止頻率 jLhc cRf ???121 ??65 64V LOGO 66 光伏型探測器件特點(diǎn) ① 結(jié)型器件都有確定的極性，如要加電壓使用時，光電結(jié)必須加反向電壓，即 P端與外電源的低電位相接。 用于檢測測量時，光照不宜過強(qiáng)。它主要決定于負(fù)載電阻和結(jié)電容所構(gòu)成的時間常數(shù)（ τ ＝ RC） ⑤ 器件的各種參量差不多都與溫度有關(guān)，但其中受溫度影響最大的是暗電流。 C l i c k to e d i t c o m p a n y s l o g a n .
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