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第四章光电导探测器特点：①光敏电阻②有源器件：偏压偏流（此两个参数会影响光电导的工作参数）分类：本征型、杂质型、薄膜型、扫积型§4-1光电导探测器的工作原理一、光电导效应：1.定义：光作用于光电导材料，形成本征吸收或杂质吸收，产生附加的光生载流子，从而使半导体的电导率发生变化。具体分析：

第四章光电导探测器Ⅰ.对于本征半导体：见图4-1没有光照：主要是价电子→在价带中少量热激发电子→导带Eg→不导电，有光照：电子+→突破Eg→价带→长波阈：入射波长超过长波阈，会产生热电效应。

第四章光电导探测器短波阈：E＋价带宽＋导带宽=g入射波长比短波阈短时，电子逸出Ⅱ.对于杂质半导体：n型：施主能带接近导带只需少量能量即可产生光电子p型：受主能带接近价带2.表征光电导效应的主要参数⑴光电导体的灵敏度：在一定的光强下光电导的强弱，用G表示：量子产量光生载流子寿命载流子在光电导两极间的渡越时间

第四章光电导探测器光电导体两极间距迁移率外加电压（电源电压）∴设计时有重要意义如果在杂质半导体中有空穴和电子，则：

第四章光电导探测器⑵光电导的弛豫：由于是非平衡载流子效应，具有弛豫效应。定义：弛豫时间：光照开始和光照停止时，光电导上升或下降的时间。响应时间：反映了光电导对周期性变化信号的反映能力。分类：直线性光电导：光电导(光生载流子的密度）与光强成线性关系。Si，Ge，PO等材料至少在较低的光强下成立。b抛物线性光电导：光电导(光生载流子的密度）与光强的平方根成正比一般的，在较低光强下，光电导为直线型光电导；在较高光强下，为抛物线型光电导。

第四章光电导探测器具体地：A：对直线型光电导：光生载流子密度与I成正比：n光电导体对光的吸收系数。将上式对时间微分，并计算得：见图4-2当时，光电流上升到饱和值的或下降到饱和值的，上升和下降时对称的，为直线性光电导的弛豫时间，和光强无关。

第四章光电导探测器B：抛物线型光电导：（其中b为比例系数）上升段，对光电导进行微分：光照取消后：决定光电导下降的微分方程：

第四章光电导探测器上升、下降曲线如图4-3所示：下降段为双曲线性衰减非线性光电导的弛豫时间很复杂，上升下降不对称。近似为：对于光照开始的上升段：时，光电导增加到定值的0.76对于光照停止的下降段：时，光电导减小到定值的一半和光照强弱有关

第四章光电导探测器讨论：光生载流子的定态值是的乘积产生率弛豫时间：此矛盾要折衷选取。3.光电导的光谱分布：A本征：光电导大小和波长密切相关，见图4-4是本征半导体光谱分布。它们是等量子曲线或叫等能量曲线。

第四章光电导探测器等量子：指对不同的波长，以光量子计算的光强是相等的，是在相同的光子流之下测量的结果。等能量：指不同的波长下，所用的光能量流是相等的，短波小，相同能量下，光子数少。曲线的共同特点：①长波限处曲线直线下降原因？能量Eg确定长波限的方法：Moss认为：光电导下降到一半的波长为长波限。②短波方向：原理上：实际上：短逐渐下降，光生载流子集中于表面。由于表面能级，表面复合与电极相等的作用，光电导↓

第四章光电导探测器B：杂质：总体：①由于杂质的电离能比禁带宽度小，所以其光谱响应的波长比本征光电导的长。②杂质的原子数目比起半导体材料本身的原子数目来小得多∴其光电导效应相对于本征半导体来说要微弱得多。③杂质电离能小，长波限长→适合探测红外。但为了减少暗电流，使常温下的电子空穴处于束缚状态，要在低温下工作。④曲线：右的陡进：本征光电导开始左的下降：杂质半导体的长波限见图4-5此位置不是垂直的

第四章光电导探测器

第四章光电导探测器二、光电导探测器的工作原理1.光电导探测器的光电流图4-6：光电导探测器的简单模型已知光电导的几何参数入射光功率P,外电压V则入射光功率在材料内部沿x方向的变化为：吸收系数表面反射率

第四章光电导探测器由于P随x的变化而变化所以光生载流子的统计平均值也应是x的函数。设n(x)是x处光生载流子浓度，则在外加电场的作用下该处的漂移电流密度J(x)为：其中：为光生载流子在外加电场E的作用下的漂移速度。:电子迁移率L:电极间的距离光电探测器的平均光电流::探测器的电极面积

第四章光电导探测器在均匀照射的情况下：由公式4.1-21～23得：当时，探测器体内的平均光生载流子浓度：4.1-27得到的计算公式则：结论公式光电导探测器是一个具有内增益的器件

第四章光电导探测器材料结构尺寸可达到几百外加偏压2.光电导探测器的工作模式及等效电路A：结构和偏置电路图4-7，4-8

第四章光电导探测器光电导探