光电导器件要点课件.pptVIP

第四章光电导器件光电导效应----光照引起材料电导变化的现象称为光电导效,存在于大多数半导体和绝缘体中，是光电导器件工作的物理基础。光敏电阻的特点：①光谱响应范围宽，尤其是对红光和红外辐射有较高的响就度②偏置电压低，工作电流大③动态范围宽，既可测强光，也可测弱光④光电导增益大，灵敏度高⑤光敏电阻无极性，使用方便

4.1光敏电阻的工作原理4.1.1光敏电阻的结构和分类光敏电阻（光导管）--I-用光电导体制成的光电器件。RPUg1.本征型光敏电阻导带Eg导带要发生光电导效应，必须满足：价带价带常温无光照时常温光照时

2.杂质型光敏电阻导带Ed导带Ea价带价带低温无光照时低温有光照时低温无光照时低温有光照时N工作时温度要低---防止热激发P

4.1.2光敏电阻的工作原理导带IP价带Ug常温光照时无光照时：有光照时：光电导率为：定义迁移比

光生载流子不断的产生也不断的复合设光生载流子的平均寿命为τ，当光敏电阻接收到的辐射通量为ф，光敏电阻的体积为V，量子效率为η，s则光生载流子的浓度为：g载流子产生率设电场强度为E,则光电流密度为：x光照增加时，光敏电阻的电导率增大，相应的光电流了增大

设：光电阻上的电压为U,光电导长度为L，横截面积为A无光照时电流为----暗电流暗电阻暗电导光照时电流为----亮电流亮电导亮电阻光照产生的电流为-----光电流光电导

三种量之间的关系--------光电导长度对光电流的影响------

4.2光敏电阻的主要的特性参数暗电阻：光敏电阻在室温条件下，在全暗时的电阻值暗电导：光敏电阻在室温条件下，在全暗时的电导暗电流：此时电阻加上一定的电压所通过的电流为暗电流亮电阻：光敏电阻在一定光照时的电阻值亮电导：光敏电阻在一定光照时的电导值亮电流：此时电阻加上一定的电压所通过的电流为亮电流光电导：光敏电阻由光照产生的电导光电流：由光照产生的电流

4.2.1光电导灵敏度暗电导：暗电流：亮电流：光电流：亮电导：光电导：定义光电导灵敏度为Sg:或

4.2.3量子效率入射一个光子所产生的电子或电子空穴对的数目

4.2.6光电特性和γ值或或直线性光电导一般情况下：弱光照射时：直线性光电导强光照射时：一般照射时：非线性光电流与照度关系曲线：IpE

4.3光敏电阻的偏置电路和噪声4.3.1偏置电路或RP或RLUb当光照变化不大时:或电阻值随光照度的增大而减小

或IIIU=Pmax禁区U/RRPE3ULbRLE2Q3UbE1Q2Q1E=0输出电流变化：UbU

输出电压变化：4.3.2噪声等效电路产生复合噪声：半导体受光照时，载流子不断地产生-复合，载流子产生-复合的平均数是一定的，但某一瞬间是起伏的，这种起伏引起半导体电导率的起伏，从而使输出电流或电压值起伏，由此引入的噪声叫……

热噪声：----在任何电阻性材料中,载流子都会有无规则的热运动,从而引起输出电流或电压的起伏，此种噪声称为…….是最常见的一种噪声形式.1/f噪声：----这类噪声的大小与频率成反比,因此而得名,它的产生与器件的杂质和工艺缺陷有关,但原因比较复杂.

4.4光敏电阻的特点和应用4.4.1光敏电阻的特点与结型光电器件相比，光敏电阻具有以下特点：（1）产生光电变换的部位不同。光敏电阻是任何部位均可，位结型光电器件是结区附近（2）光敏电阻没极性（3）光敏电阻时间常数大，频率相应较差（4）有些结型光电器件可以有放大功能，所以输出较大，而光敏电阻没有放大功能

4.4.2使用时的注意事项①……②……③……④……⑤……⑥……⑦……4.4.3常见光敏电阻1.硫化镉（CdS）光敏电阻峰值波长：0.52μm,掺入微量铜或氯可以峰值波长变长亮暗电导比可达1011，一般为102.硫化铅（PbS）光敏电阻6在近红外波段比较灵敏，响应波长可达3μm,峰值探测率Dλ*=1.5*1011cm.Hz1/2/W,但响应时间长，200~300μs

3.锑化铟（InSb）光敏电阻长波限可达7.5μm，峰值探测率Dλ*=1.2*10cm.Hz1/2/W,冷9却到零度时，还可提高2~3倍,时间常数2*10-2μs4.碲镉汞（HgCdTe）系列光敏电阻HgCdTe系列光敏电阻是由CdTe和HgTe两种材料按不同1-x的比例混合而成，不同的比例就有不同的光谱测量范围xHgCdTe：8~14μm，峰值波长10.6μm0.80.2HgCdTe：3~5μm0.720.285.碲锡铅（PbSnTe）系列光敏电阻PbSnTe:光谱范围8~10μm1-xx响应率低，应用不广泛

4.4.4光敏电阻的应用常用来制作光控开关，如照相机自动曝光电路、公共场所用灯的自动控制电路

补充习题：1.已知某