第八章光电探测器.ppt

8半导体光电探测器本章内容**光电探测器是对各种光辐射进行接收和探测的器件。光电探测器光电发射器件:真空光电二极管,光电倍增管等半导体光电探测器光导型(PC):各种光敏电阻光伏型(PV):有光伏结构的光敏电阻(PD)等*半导体光电探测器是利用半导体材料的内光电效应来接收和探测光信号的器件。半导体光电探测器只能探测具有足够能量的光子,即该材料长波限以下的光子,其数学关系为(um)为能被探测的光波长,为半导体材料之长波限,为材料带隙,用[ev]作单位。:1光子入射到半导体中激励产生载流子2载流子输运及倍增3电流经外电路作用后输出信号,:在某一波长λ间隔dλ内的光子,在探测器中产生的输出电流与输出光功率之比为光谱响应R(λ)。2噪声:探测器的噪声电平或信噪比是限制探测器使用范围的最重要参数。热噪声:载流子热运动的起伏引起的噪声散粒噪声:载流子在越过pn结之类的耗尽区时,单位时间内通过的载流子数在其平均值附近的一定起伏所引起的噪声。1/f噪声:它与测量频率呈倒数关系。:噪声来源3噪声等效功率(NEP):为产生与探测器噪声输出大小相等的信号所需要入射辐射功率。4探测率(探测灵敏度):A为探测器面积,Δf为放大器宽度。5响应时间:描述探测器接收入射辐射的响应速度。:*1、光敏电阻简介光敏电阻利用光电导效应制成。当入射光子使电子由价带跃升到导带时,导带中的电子和价带中的空穴二者均参与导电,因此电阻显著减小,光敏电阻常用的制作材料为硫化镉,另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下,其阻值迅速减小的特性。*1、光敏电阻简介特点:光谱响应范围宽(特别是对于红光和红外辐射);偏置电压低,工作电流大;动态范围宽,既可测强光,也可测弱光;光电导增益大,灵敏度高;无极性,使用方便;在强光照射下,光电线性度较差光电驰豫时间较长,频率特性较差。*2光敏电阻结构光敏电阻结构:在一块均匀光电导体两端加上电极,贴在硬质玻璃、云母、高频瓷或其他绝缘材料基板上,两端接有电极引线,封装在带有窗口的金属或塑料外壳内。光敏电阻原理结构示意图