半导体光电器件完整.ppt

半导体光电器件3.1光电导型光电探测器件一、概述光电导效应：半导体受到光照射后，其内部产生光生载流子，使半导体中载流子数显著增加,在外电场的作用下，半导体的电流增大，电导增大而电阻减小的现象。一、概述二、光敏电阻的结构三、光敏电阻的工作原理四、光敏电阻的特性按灵敏度定义（响应的变化量与输入的变化量之比），可得

其中：
g：光电导，单位为西门子S（Ω-1）。
E：光照度，单位为勒克斯（lx）。
R：单位为西门子/勒克斯（S/lx）
A:光敏面积
:光通量2、光谱响应特性各种光敏电阻的光谱特性可查阅有关的手册和产品说明书。3、光照特性4、伏安特性因此硅光电池在光度学、辐射测量、光学精密计量和测试及激光参数测量等方面得到了广泛应用。
光电池中最典型的是同质结硅光电池。
为了减少反射光，增加透射光，一般都在受光面上涂有SiO2或MgF2，Si3N4，SiO2－MgF2等材料的防反射膜，同时也可以起到防潮，防腐蚀的保护作用。
暗电导Gd，即无光照射时，该曲线的斜率。
3）光敏电阻的光谱特性与温度有关，温度低时，灵敏范围和峰值波长都向长波方向移动，可采取冷却灵敏面的办法来提高光敏电阻在长波区的灵敏度。
光电转换机理也是光生伏特效应。
光电池中最典型的是同质结硅光电池。
值得注意的是短路电流等于光电流，且与入射光照呈线性关系。
与材料、结构、光敏面积大小有关。
暗电导Gd，即无光照射时，该曲线的斜率。
2、测光范围宽，灵敏度高，无极性之分。
温度特性是指光电二极管在偏压（-50V）和照度不变的情况下，光电流和暗电流随温度的变化情况。
5、响应特性（频率特性）
按灵敏度定义（响应的变化量与输入的变化量之比），可得
光敏电阻受光照后或被遮光后，回路电流并不立即增大或减小，而是有一定响应时间。
亮电阻：有光照射时的电阻值，其值与光照大小有关。
1、体积小，偏置电压低，光谱响应范围宽；
5、响应特性（频率特性）5、响应特性（频率特性）6、前历效应亮态前历效应
光敏电阻测试或工作前已处于亮态，当照度与工作时所要达到的照度不同时，所出现的一种滞后现象。
一般，亮电阻由高照度状态变为低照度状态达到稳定值时所需的时间要比由低照度状态变为高照度状态时短。7、温度特性8、暗电阻和亮电阻9、噪声五、光敏电阻的特点六、使用中应注意：六、使用中应注意：第三章半导体光电器件3.2势垒型光电(光伏)探测器件3.2.1概述3.2.2光电池一、概述2CR系列硅光电池是以N型硅为衬底，P型硅为受光面的光电池。受光面上的电极称为前极或上电极，为了减少遮光，前极多作成梳状。衬底方面的电极称为后极或下电极。
为了减少反射光，增加透射光，一般都在受光面上涂有SiO2或MgF2，Si3N4，SiO2－MgF2等材料的防反射膜，同时也可以起到防潮，防腐蚀的保护作用。目前最受重视的是硅光电池与硒光电池。
硅光电池：硅光电池具有性能稳定，寿命长，光谱响应范围宽，频率特性好和能耐高温等优点。因此硅光电池在光度学、辐射测量、光学精密计量和测试及激光参数测量等方面得到了广泛应用。
硒光电池：光谱响应曲线和人眼的光谱光视效率曲线的形状很相似，其光谱响应峰值波长与人眼的光谱光视效率的峰值相重合，且硒光电池价廉，因而在一些与人眼视觉有关系的光学器件中，在测量与控制应用中，多用硒光电池。但应指出，硒光电池稳定性很差。硅光电池:它是在N型硅片上扩散硼形成P型层，并用电极引线把P型和N型层引出，形成正负电极。SiO2为防止表面反射光，提高转换效率。二、符号、连接电路、等效电路三、光电池的特性参数光敏电阻的光照特性：指的是光电流与光通量或照度之间的关系。
光敏电阻的固有噪声主要有三种：热噪声（1000Hz左右）、
5、实际应用中，在紫外和可见光区，光敏电阻的优点不突出，主要用在自动相机和控光系统中。
实际上，不是不能加正向电压，只是正接以后就与普通二极管一样，只有单向导电性，而表现不出它的光电效应。
光照度越大，其响应特性越好，惰性越小
光谱响应特性是指光敏电阻的输出光电流I与入射光波长之间的关系。
光敏电阻测试或工作前已处于亮态，当照度与工作时所要达到的照度不同时，所出现的一种滞后现象。
1）当用于模拟量测量时，因光照指数γ与光照强弱有关，只有在弱光照下光电流与入射光通量成线性关系。
50100150200T（0C）
暗处放置的时间愈长，响应时间也相应延长。
温度特性是指光电二极管在偏压（-50V）和照度不变的情况下，光电流和暗电流随温度的变化情况。a、当光电池短路时，即U=0，则此时I称为短路电流，用表示。值得注意的是短路电流等于光电流，且与入射光照呈线性关系。光照特性光谱特性频率特性温度特性3.2.3光电二极管一、概述二、分类当管子加反偏压时，从前极流出的暗电子流，除了有PN结的反向漏电子流外，还有通