光電探測(cè)器光電導(dǎo)類型

光電導(dǎo)類型包括使用本征半導(dǎo)體的本征光電導(dǎo)電池和使用雜質(zhì)半導(dǎo)體的雜質(zhì)光電導(dǎo)電池。本征光電導(dǎo)電池包括用于可見光區(qū)域的CdS電池，用于近紅外區(qū)域的PbS和InSb電池以及用于中紅外區(qū)域的HgCdTe電池。作為雜質(zhì)光電導(dǎo)電池，在紅外區(qū)域中廣泛使用以Ge為基礎(chǔ)并添加諸如Au，Hg，Cu，Zn和Be的雜質(zhì)的電池。通過(guò)測(cè)試半導(dǎo)體的本征吸收光譜除了可以得到半導(dǎo)體的禁帶寬度等信息外，還可以用來(lái)分辨直接帶隙半導(dǎo)體和間接帶隙半導(dǎo)體。由于它們的電離電壓為0.16至0.02 eV，因此必須進(jìn)行冷卻以避免熱激發(fā)。

光電探測(cè)器的概述

光電探測(cè)器的工作原理

光電探測(cè)器的工作原理是基于光電效應(yīng)，熱探測(cè)器基于材料吸收了光輻射能量后溫度升高，從而改變了它的電學(xué)性能，它區(qū)別于光子探測(cè)器的特點(diǎn)是對(duì)光輻射的波長(zhǎng)無(wú)選擇性。

光電導(dǎo)器件：利用具有光電導(dǎo)效應(yīng)的材料做成的光電探測(cè)器稱為光電導(dǎo)器件，通常叫做光敏電阻。在可見光波段和大氣透過(guò)的幾個(gè)窗口，即近紅外、中紅外和遠(yuǎn)紅外波段，都有適用的光敏電阻。光伏型是根據(jù)光生伏應(yīng)制成，即當(dāng)光照射PN結(jié)時(shí)，會(huì)使PN結(jié)兩端產(chǎn)生電勢(shì)差。光敏電阻被廣泛地用于光電自動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)、光電跟蹤系統(tǒng)、制導(dǎo)、紅外光譜系統(tǒng)等。

光電探測(cè)器可以將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

以不同的方式輻射響應(yīng)根據(jù)設(shè)備或設(shè)備的工作是不同的,其機(jī)理光電探測(cè)器可分為兩大類:一類是光子探測(cè)器;

另一種是熱探測(cè)器。

工作原理：

原理圖探測(cè)器工作原理光電探測(cè)器是基于光電效應(yīng)、熱探測(cè)器基于材料溫度升高后的吸收能量,從而改變光學(xué)輻射其電氣性能,它的區(qū)別是*大特點(diǎn)的光子檢測(cè)器波長(zhǎng)的光輻射的選擇性。

光電發(fā)射裝置:光電管和光電倍增管是典型的類型的光電發(fā)射(光電效應(yīng))檢測(cè)器。

其主要特點(diǎn)是靈敏度高,穩(wěn)定性好,響應(yīng)速度快,噪音低,是一種電流放大器件。

尤其是光電倍增管的高電流增益,特別適用于檢測(cè)弱光信號(hào);但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、高工作電壓、大尺寸。

光電倍增管是用來(lái)測(cè)量弱輻射和響應(yīng)速度要求較高的場(chǎng)合,如激光測(cè)距儀、激光雷達(dá)等。

光導(dǎo)設(shè)備:使用光敏半導(dǎo)體材料的影響由光電探測(cè)器稱為光導(dǎo)設(shè)備,通常被稱為光敏電阻。

在可見的樂(lè)隊(duì)和幾個(gè)大氣通過(guò)窗口、近紅外、中紅外和遠(yuǎn)紅外波段,有適用的光敏電阻。

光敏電阻廣泛用于自動(dòng)光電檢測(cè)系統(tǒng)、光電跟蹤系統(tǒng)、制導(dǎo)、紅外系統(tǒng)等。

cd和硒化鎘CdSe光敏電阻是可見的和*兩個(gè)光敏電阻;硫化鉛PbS光敏電阻是**工作在大氣紅外透過(guò)窗戶主要的光敏電阻,室溫工作PbS光敏電阻響應(yīng)波長(zhǎng)范圍為1.0 ~ 3.5微米,峰值響應(yīng)波長(zhǎng)為2.4微米;銻化銦InSb光敏電阻主要用于檢測(cè)第二大氣紅外透過(guò)窗戶,波長(zhǎng)響應(yīng)3 ~ 5微米;

碲鎘光譜響應(yīng)的設(shè)備在8 ~ 14微米,峰值波長(zhǎng)為10.6微米,與CO2激光在激光波長(zhǎng),是用來(lái)檢測(cè)大氣第三窗口(8 ~ 14微米)。

暗電流和噪聲

光電流指在入射光照射下光電探測(cè)器所產(chǎn)生的光生電流，暗電流可以定義為沒(méi)有光入射的情況下探測(cè)器存在的漏電流。其大小影響著光接收機(jī)的靈敏度大小，是探測(cè)器的主要指標(biāo)之一。暗電流主要包括以下幾種：

①耗盡區(qū)中邊界的少子擴(kuò)散電流;

②載流子的產(chǎn)生-復(fù)合電流，通過(guò)在加工中消除硅材料的晶格缺陷，可以有效減小載流子的產(chǎn)生-復(fù)合電流，通常對(duì)于高純度的單晶硅產(chǎn)生-復(fù)合電流可以降低到2*1011A/nm2  以下;

③表面泄漏電流，在制造工藝結(jié)束時(shí)，對(duì)芯片表面進(jìn)行鈍化處理，可以將表面漏電流降低到 1011A/nm2量級(jí)。當(dāng)然，暗電流也受探測(cè)器工作溫度和偏置電壓的影響。探測(cè)器的暗電流與噪聲是分不開的，通常光電探測(cè)器的噪聲主要分為暗電流噪聲、散粒噪聲和熱噪聲：a暗電流噪聲：對(duì)于一個(gè)光電探測(cè)器來(lái)講，可接收的較小光功率是由探測(cè)器的暗電流決定的，所以減小探測(cè)器的暗電流能提高光接收機(jī)的靈敏度;b散粒噪聲：當(dāng)探測(cè)器接收入射光時(shí)，散粒噪聲就產(chǎn)生于光子的產(chǎn)生-復(fù)合過(guò)程中。由于光生載流子的數(shù)量變化規(guī)律服從泊松統(tǒng)計(jì)分部，所以光生載流子的產(chǎn)生過(guò)程存在散粒噪聲;c熱噪聲：由于導(dǎo)體中電子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)體兩端電壓的波動(dòng)，因此就會(huì)產(chǎn)生熱噪聲。光電探測(cè)器的電路模型中包含的電阻為其熱噪聲的主要來(lái)源。而且這款產(chǎn)品用途很廣，主要用于專門用于肉類、菌類、糖果、飲料、糧食、果蔬、乳制品、水產(chǎn)品、、添加劑和調(diào)味品等食品中的鐵金屬以及非鐵金屬雜質(zhì)的檢測(cè)。