预览加载中，请您耐心等待几秒...

-信息材料课件-信息获取材料2[兼容模式].pdf

预览
1/10
2/10
3/10
4/10
5/10
6/10
7/10
8/10
9/10
10/10

亲，该文档总共49页，到这已经超出免费预览范围，如果喜欢就直接下载吧～

下载提示 文本预览

如果您无法下载资料，请参考说明：

1、部分资料下载需要金币，请确保您的账户上有足够的金币

2、已购买过的文档，再次下载不重复扣费

3、资料包下载后请先用软件解压，在使用对应软件打开

信息探测材料(2) InformationDetectorMaterials 光电技术学院 主要内容 v光电导探测器——光敏电阻 vPN结光伏探测器的工作模式 v硅光电池——太阳电池 v光电二极管 v光热探测器 ™热敏电阻 ™热释电探测器 光电导探测器 半导体材料受光照射时，由于吸收光能量而形成非平衡载流 子而导致材料电导率增加，这种现象称为光电导效应。利用 光电导效应制作的光探测器称为光电导探测器，简称PC （Photoconductive)探测器，通常又称为光敏电阻。 1、工作原理 光电导探测器是在均质的光电导体两端加上电极后构成的。两电极 加上一定电压后，当光照射到光电导体上时，材料形成本征吸收或 杂质吸收，产生光生载流子，在外加电场作用下沿一定方向运动， 在光探测器输出回路中产生反映光信号强度的光电流。 探 测 器E 工 作 P 原NXNXP 理 V 2、光电导探测器基本结构 光敏度与两电极间距离Z有关。因此，为了提高光敏电阻的光 电导灵敏度，要尽可能地缩短光敏电阻两电极间的距离，这 就是光敏电阻结构设计的基本原则。 光敏电阻结构示意 光敏电阻的结构和偏置电路 4、工作特性 （1）光谱响应特性 光敏电阻对各种光响应灵敏度随入射光的波长变化而变化的 特性称为光谱响应特性。谱响应特性通常用光谱响应曲线、光 谱响应范围、峰值响应波长以及长波限来描述。把响应度随波 长变化的规律画成曲线称为光谱响应曲线。 通常取响应的相对变化值，并把响应的相对最大值作为1，这 种曲线称为“归一化光谱响应曲线”。 （2）伏安特性 光敏电阻的本质是电阻，符合欧姆定律，因此它具有与普通 电阻相似的伏安特性，但是它的电阻值是随入射光功率而变 化的。 暗电阻：光敏电阻在室温条件下，全暗（无光照射）后经过 一定时间测量的电阻值，称为暗电阻。此时在给定电压下流 过的电流为暗电流。 亮电阻：光敏电阻在某一光照下的阻值，称为该光照下的亮 电阻。此时流过的电流称为亮电流。 实用的光敏电阻的暗电阻往往超过10MΩ,甚至高达100MΩ， 而亮电阻则在几kΩ以下，暗电阻与亮电阻之比在102～106之 间，这一比值越大，光敏电阻的灵敏度越高。 （3）时间响应特性 光敏电阻的时间响应(又称为惯性)比其他光电器件要差一些， 频率响应要低一些，当用一个理想方波脉冲辐射照射光敏电阻 时,光生电子要有产生的过程，光生电导率，要经过一定的时 间才能达到稳定。当停止辐射时，复合光生载流子也需要时间， 表现出光敏电阻具有较大的惯性。 （4）温度特性 光敏电阻是多数载流子导电，温度特性复杂。随着温度 的升高，光敏电阻的暗电阻和灵敏度都要下降，温度的 变化也会影响光谱特性曲线。观测光敏电阻的相对光电 导率随温度的变化关系，可以看出光敏电阻的相对光电 导率随温度的升高而下降，光电 响应特性随着温度的变化较大。 因此，在温度变化大的情况下， 应采取制冷措施，尤其对长波长 红外辐射的探测领域更为重要。 3、几种典型的光敏电阻 (1)CdS和CdSe探测器 这是两种低造价的可见光辐射探测器，它们的主要特点是高可靠和 长寿命，因而广泛应用于自动化技术和摄影机中的光计量。这两种 器件的光电导增益比较高(103~104)，但响应时间比较长(大约 50ms)。 123 1--光导层; 4玻璃窗口 52--; R 6G3--金属外壳; 4--电极; 7 5--陶瓷基座; 6--黑色绝缘玻璃; (a)结构(b)电极(c)符号 7--电阻引线。 CdS光敏电阻的结构和符号 (2)PbS探测器 这是一种性能优良的近红外辐射探测器，其波长响应范围在 1m~3.4m，峰值响应波长为2m，内阻(暗阻)大约为1M，响 应时间约200s，室温工作能提供较大的电压输出。广泛应用于遥 感技术和武器红外制导技术。 （3）InSb（锑化铟）探测器 主要用于3m~5m波段的大气窗口。 在77k下,长波限为5.5m，峰值响应波长为5μm，峰值比探测 率D*=4.3×1010cm·Hz1/2/W （4）HgxCd1-xTe（碲镉汞）探测器 HgxCd1-xTe也简写为MCT或CMT，它是由HgTe和GdTe两种材 料混在一起的固溶体,其禁带宽度随组分x呈线性变化。 当x=0.2时响应波长为8～14μm,工作温度77k。 pn结光伏探测器 光伏探测器是利用半导体PN结光伏特效应而制成的探测器， 简称PV(Photovoltaic)探测器。PN结光伏探测器的典型结 构及作用原理如下图所示。 RL 光伏探测器工作模式 光伏探测器工作模式：光伏模式和光导模式。在零偏压时称 为光伏工作模式，在反偏电压时称为光导模式。 光导模式光伏模式 硅光电池——太阳电池 硅光电池的用途大致可分为两类：