PSD位置传感器资料.pdfVIP

简单介绍 位置灵敏探测器PSD (Position Sensitive Device) 属于半导体器件, 一般做成PN 结构, 具有高灵敏度、高分辨率、响应速度快和配置电路简单等优点。其工作原理是基于横向光 电效应。作为新型器件, PSD 已经被广泛应用在位置坐标的精确测量上, 如: 兵器制导和 跟踪、工业自动控制、或位置变化等技术领域上 位置灵敏探测器 的详细介绍 位置灵敏探测器PSD (Position Sensitive Device) 属于半导体器件, 一 般做成PN 结构,具有高灵敏度、高分辨率、响应速度快和配置电路简单等优点。 其工作原理是基于横向光电效应。作为新型器件, PSD 已经被广泛应用在位置坐 标的精确测量上, 如: 兵器制导和跟踪、工业自动控制、或位置变化等技术领域 上. 分节PSD 这类PSD 的基底通常分成两节或四节（分别对应一维或二维测量）。如果光斑停 在中心位置，对称的光斑会在所有的节上产生相等的光电流。通过简单测量各节 的输出电流，可以得到相对的位置信息。由于各单元之间超强的响应匹配，它们 提供的位置分辨率优于0.1um，精确度也比横向效应的PSD 高。与横向效应PSD 不同的是，分节PSD 的位置分辨率与系统的信噪比无关，因此它可以探测非常微 弱的光信号。它们展示了基于时间和温度条件下的超强稳定性，以及脉冲应用所 需的快速时间效率。然而，它们也受一些因素的限制，比如光斑必须在任何时间 叠加在所有的节上，它不能小于各节之间的条带宽度。同时，正确的测量、均匀 的光斑密度分配也是很重要的。它们是调零应用和光束准直应用的优秀器件。分 节PSD 产品包括二像素系列，四像素系列，紫外增强型系列 横向效应PSD 横向效应PSD 采用连续的平面扩散型光电二极管，没有条带或盲区。这类P SD 直接读出整个有效区域下的光斑位移量。在探测器有效区域上，光斑的位置 和密度信息与模拟输出量直接成正比，通过这一输出就可以获得位移量。照在有 效区域上的光斑会产生光电流，光电流流过入射点，穿过电阻层，进入接触层。 入射点与接触层之间的电阻与光电流成反比。当光斑正好照到器件中央位置，会 产生相同的电流信号。当在有效区域上移动光斑，接触层产生的电流大小，会确 定光斑正确的瞬态位置。这些电信号与从中心到光斑的位置成比例关系。 横向效应光电二极管的主要优势在于它们宽的动态范围。它们能测量到探测器边 缘的所有光斑位置。它们与光斑形状、密度分布无关，而这一点会影响分节光电 二极管的位置读取。输入的光束可以是任何的尺寸和形状，这是因为电气输出信 号由光斑位置重心指示，而输出与到中心的位移量成正比。器件的位置分辨率优 于0.5um。分辨率取决于探测器/电路信号与噪声的比值。 两种横向效应PSD：二元横向结构和四元横向结构。所有的结构都可以以一 维和二维形式排列。 二元横向PSD：它有两个电阻层，一个在光电二极管顶部，另一个在底部。 在每一层，光电流都被分成两部分。这种结构能分辨小于0.5um 的光斑移动，并 且有非常小的位置探测误差，几乎可以到有效区域的边界。它们也展示了在整个 有效区域上良好的位置线性度。 四元横向PSD：只有一个电阻层，针对一维或二维感应时，光电流被分别分 成两部分或四部分。与二元横向型相比，这些器件在离中心较远处的位移非线性 较大，即较大的位置探测误差 一维PSD 探测器 一维PSD 探测出一个亮点移动在它的在一个唯一方向的表面。入射光引起的光电 流流经设备，作为输入偏压电流被划分成二个输出电流。输出电流的分布显示出 探测器的光斑的位置。 一维探测器从2.5*0.6mm2 60.0*3.0mm2 可选，上升时间为0.3us4. 5us。 二维PSD 探测器 二维PSD 探测器在其的方形的表面上的一个入射光斑点位置。入射光引起的 光电流流经设备，作为二个输入电流和二个输出电流。输出电流的分布显示一个 维度(y)的光斑的位置和输入电流的分布显示另一个维度(y)的光斑的位置。 二维探测器从2.0*2.0mm2 45.0*45.0mm2 可选，上升时间为0.3us7 us。 另外，还提供带信号处理电路的高线性二维PSD 探测器，面积可达10*10mm2 。 产品系列 四象限位置传感器 二维位置传感 器 灵敏度高，暗噪声低， 灵敏度高，暗噪声低， 用于高精度中心位置