常用光电探测器.ppt

常用光电探测器简介 知识巩固 光电探测器的物理效应 知识巩固 1）以下属于内光电效应的有（ ） A、光电发射效应 B、光电导效应 C、光生伏特效应 D、光磁效应 2）在光线作用下，半导体电导率增加的现象属于( ) A、外光电效应 B、内光电效应 C、光电发射 D、光导效应 3）以下几种探测器属于热探测器的有：（ ） A、热电偶 B、热释电探测器 C、热敏电阻 D、超导远红外探测器 4）表征光电探测器探测微弱光信号能力的参数是（ ） A、通量阈 B、噪声等效功率 C、探测度 D、归一化探测度 知识巩固 1）以下属于内光电效应的有（ BCD ） A、光电发射效应 B、光电导效应 C、光生伏特效应 D、光磁效应 2）在光线作用下，半导体电导率增加的现象属于( BD ) A、外光电效应 B、内光电效应 C、光电发射 D、光导效应 3）以下几种探测器属于热探测器的有：（ABCD ） A、热电偶 B、热释电探测器 C、热敏电阻 D、超导远红外探测器 4）表征光电探测器探测微弱光信号能力的参数是（ABCD） A、通量阈 B、噪声等效功率 C、探测度 D、归一化探测度 常用光电探测器 光电导探测器——光敏电阻 PN结光伏探测器的工作模式 硅光电池——太阳电池 光电二极管 光热探测器 热敏电阻 热释电探测器 光电导探测器——光敏电阻 无结光电探测器（无需形成pn结） 光敏电阻或光导管（光照下改变自身的电阻率，光照愈强，器件自身的电阻愈小） 没有极性——电阻随光照强度而变化的可变电阻器 光敏电阻 在绝缘基片上淀积半导体薄膜，然后在薄膜面上蒸镀金或铟，形成梳状金属电极——间距很近的电极之间，具有较大的光敏面积，从而获得很高的灵敏度。 光敏电阻 光敏响应特性 光照特性和伏安特性 时间响应特性 稳定特性 噪声特性 光敏电阻 光敏响应特性 光敏电阻 光照特性 光敏电阻 伏安特性 光敏电阻 时间响应特性 光敏电阻 稳定特性 光敏电阻 噪声特性 光敏电阻 CdS和CdSe：可见光辐射探测器，低造价、高可靠和长寿命；光电导增益比较高(103～104)，响应时间比较长(大约50ms)。 PbS：近红外辐射探测器，波长响应范围在1～3.4μm，峰值响应波长为2μm，内阻（暗阻）大约为1MΩ，响应时间约200μs，室温工作能提供较大的电压输出；广泛用于遥感技术和红外制导技术。 光敏电阻 InSb：近红外辐射探测器，室温下工作噪声较大，在77K下，噪声性能大大改善，峰值响应波长为5μm，内阻低（大约50欧），响应时间短（大约50×10-9s），适用于快速红外信号探测。 HgxCd1-xTe探测器：化合物本征型光电导探测器，由HgTe和GdTe两种材料混在一起的固溶体，其禁带宽度随组分x呈线性变化。当x=0.2时响应波长为8~14μm，工作温度77K，用液氮致冷；内电流增益约为500，低内阻，广泛用于10.6μm的CO2激光探测。 光敏电阻 （1）用于测光的光源光谱特性必须与光敏电阻的光敏特性匹配； （2）要防止光敏电阻受杂散光的影响； （3）要防止使光敏电阻的电参数(电压、功耗)超过允许值； （4）根据不同用途，选用不同特性的光敏电阻。 PN结光伏探测器的工作模式 利用半导体PN结光伏效应制成的器件称为光伏探测器，也称结型光电器件。 品种很多，包括各种光电池、光电二极管、光电晶体管、光电场效应管、PIN管、雪崩光电二极管、光可控硅、阵列式光电器件、象限式光电器件、位置敏感探测器（PSD）、光电耦合器件等。 和光电导探测器不同，光伏探测器的工作特性要复杂一些。通常有光电池和光电二极管之分，也就是说，光伏探测器有着不同的工作模式。因此在具体讨论光伏探测器的工作特性之前，首先必须弄清楚它的工作模式问题。 PN结光伏探测器的工作模式 PN结光伏探测器的典型结构如图所示。为说明光功率转换成光电流的关系，设想光伏探测器两端被短路，并用一理想电流表记录光照下流过回路的电流，这个电流常常称为短路光电流 。 PN结光伏探测器的工作模式 假定光生电子-空穴对在PN结的结区，即耗尽区内产生。由于内电场作用，电子向n区、空穴向p区漂移运动，被内电场分离的电子和空穴就在外回路中形成电流 。 P