第三章 半导体光电检测器件应用一第三章 半导体光电检测器件及应用一第三章 半导体光电检测器件及应用一第三章 半导体光电检测器件及应用一.ppt

第三章 半导体光电检测器件应用一第三章 半导体光电检测器件及应用一第三章 半导体光电检测器件及应用一第三章 半导体光电检测器件及应用一.ppt

  1. 1、本文档共46页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
宁波工程学院电信学院 电子科学与技术教研室 丁志群 制 主要内容: 光敏电阻 光生伏特器件 1.光电池 2.光电二极管和光电三极管 3.发光器件 4.光电耦合器件 5.光电位置敏感器 6.光热辐射检测器件 各类光电检测器的性能比较 §3-1光敏电阻 利用半导体光电导效应制成的器件。典型的光电导器件为光敏电阻。 光敏电阻的原理是半导体的光电导效应,只有能量(hν)大于材料禁带宽度(Eg)的光子,才能使材料产生光电导效应。每一种半导体或绝缘体都有一定的光电导效应,但只有其中一部分材料经过特殊处理,掺进适当杂质,才有明显的光电导效应。现在使用的光电导材料有Ⅱ-Ⅵ族、Ⅲ-Ⅴ族化合物,硅、锗等,以及一些有机物。 3.1光敏电阻的结构与工作原理 基本原理与结构 光敏电阻又称光导管,它几乎都是用半导体材料制成的光电器件。光敏电阻没有极性, 纯粹是一个电阻器件,使用时既可加直流电压,也可以加交流电压。无光照时,光敏电阻值(暗电阻)很大,电路中电流(暗电流)很小。当光敏电阻受到一定波长范围的光照时,它的阻值(亮电阻)急剧减小,电路中电流迅速增大。一般希望暗电阻越大越好,亮电阻越小越好,此时光敏电阻的灵敏度高。实际光敏电阻的暗电阻一般在兆欧量级,亮电阻在几千欧量以下。 图3-1(a)为金属封装的硫化镉光敏电阻的结构图。 光敏电阻的结构很简单,在玻璃底板上均匀地涂上一层薄薄的半导体物质,称为光导层。半导体的两端装有金属电极,金属电极与引出线端相连接,光敏电阻就通过引出线端接入电路。为了防止周围介质的影响,在半导体光敏层上覆盖了一层漆膜,漆膜的成分应使它在光敏层最敏感的波长范围内透射率最大。为了提高灵敏度,光敏电阻的电极一般采用梳状图案, 如图3-1(b)所示。 图3-1(c)为光敏电阻的接线图。 P23,图3-2。 3.2.光敏电阻的主要参数及特点 3.2.1 光敏电阻的主要参数有: (1) 暗电阻 光敏电阻在不受光照射时的阻值称为暗电阻, 此时流过的电流称为暗电流。 (2) 亮电流 光敏电阻在受光照射时的电阻称为亮电阻,此时流过的电流称为亮电流。 (3) 光电流 亮电流与暗电流之差称为光电流。 半导体无光照时为暗态,此时材料具有暗电导;有光照时为亮态,此时具有亮电导。如果给半导体材料外加电压,通过的电流有暗电流与亮电流之分。亮电导与暗电导之差称为光电导,亮电流与暗电流之差称为光电流。 暗态下 Gd=σd·A/L, ????? Id=GdU=σd·AU/L 亮态下 Gl=σl·A/L, ????? Il=GlU=σl·AU/L 亮态与暗态之差 Gp=Gl - Gd=(σl-σd)·A/L=Δσ·A/L Ip=Il - Id=(Gl-Gd)·U=Δσ·AU/L A:半导体材料横截面面积 L:半导体材料长度 I:电流 U:外加电压 G:电导 σ:电导率 Δσ:光致电导率的变化量 下标d代表暗,l代表亮,p代表光 3.2.2 光敏电阻的特点: 优点:灵敏度高,体积小、重量轻,光谱响应范围宽,机械强度高、耐冲击和振动,寿命长。 缺点:使用时需要有外部电源,同时当有电流通过它时,会产生热的问题。 3.2.3 光敏电阻的基本特性 (1) 伏安特性 在一定照度下,流过光敏电阻的电流与光敏电阻两端的电压的关系称为光敏电阻的伏安特性。图3-2为硫化镉光敏电阻的伏安特性曲线。由图可见,光敏电阻在一定的电压范围内,其I-U曲线为直线。说明其阻值与入射光量有关,而与电压电流无关。 (2)光照特性 光敏电阻的光照特性是描述光电流I和光照强度之间的关系,不同材料的光照特性是不同的,绝大多数光敏电阻光照特性是非线性的。图3-3为硫化镉光敏电阻的光照特性。 光照特性 ??? 光电流与照度的关系称为光照特性。光敏电阻光照特性如下: Ip=SgEγUα Ip:光电流 E:照度 α:电压指数 Sg:光电导灵敏度 U:光敏电阻两端所加的电压 γ:光照指数 γ与材料和入射光强弱有关,对于硫化镉光电导体,在弱光照下γ=1,在强光照下γ=1/2,一般γ=0.5~1。α与光电导体和电极材料之间的接触有关,欧姆接触时α=1,非欧姆接触时α=1.1~1.2。 由图可见,硫化镉光敏电阻在弱光照下,Ip与E具有良好的线性关系,在强光照下则为非线性关系,其它光敏电阻也有类似的性质。如果电压指数α=1,在弱光照下有

您可能关注的文档

文档评论(0)

cxiongxchunj + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档