半导体光电检测器件-30分钟.pptx
《半导体光电检测器件-30分钟.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《半导体光电检测器件-30分钟.pptx(48页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、一、一、光敏电阻光敏电阻(一)光敏电阻的结构及工作原理(一)光敏电阻的结构及工作原理光敏电阻又称光导管,光敏电阻又称光导管,为纯电阻元件,为纯电阻元件,其工作原其工作原理是理是基于光电导效应,其阻值随光照增强而减小。基于光电导效应,其阻值随光照增强而减小。优点:灵敏度高,光谱响应范围宽优点:灵敏度高,光谱响应范围宽,体积小、重体积小、重量轻、机械强度高,耐冲击、耐振动、抗过载能量轻、机械强度高,耐冲击、耐振动、抗过载能力强和寿命长等。力强和寿命长等。不足:需外部电源,受温度影响,有电流时会发不足:需外部电源,受温度影响,有电流时会发热。热。当光照射到光电导体上时,若光电导体为当光照射到光电导体
2、上时,若光电导体为本征半本征半导体材料导体材料,而且光辐射能量又足够强,光导材料,而且光辐射能量又足够强,光导材料价带上的电子将激发到导带上去,从而使导带的价带上的电子将激发到导带上去,从而使导带的电子和价带的空穴增加,致使光导体的电导率变电子和价带的空穴增加,致使光导体的电导率变大。为实现能级的跃迁,大。为实现能级的跃迁,入射光的能量必须大于入射光的能量必须大于光导体材料的禁带宽度光导体材料的禁带宽度E Eg g,即,即 h hE Eg (eV)g (eV),h h E Ei(eV)i(eV)式中式中和和入射光的频率和波长。入射光的频率和波长。用用E Ei i大的、大的、n n型材料型材料A
3、金属封装的硫化镉光敏电阻结构图金属封装的硫化镉光敏电阻结构图光导电材料光导电材料绝缘衬低绝缘衬低引线引线电极电极引线引线光电导体光电导体光电导体一般都做成薄层。为了获得高的光电导体一般都做成薄层。为了获得高的灵敏度,灵敏度,光敏电阻的电极一般采用光敏电阻的电极一般采用疏状图疏状图案案,结构结构见下图。见下图。它是在一定的掩膜下向光电导薄膜上它是在一定的掩膜下向光电导薄膜上蒸镀金或铟等金属形成的。这种蒸镀金或铟等金属形成的。这种疏疏状电极,状电极,由于在间距很近的电极之间有可能由于在间距很近的电极之间有可能采用大采用大的灵敏面积的灵敏面积,所以,所以提高了光敏电阻的灵敏提高了光敏电阻的灵敏度。度
4、。光敏电阻的光敏电阻的灵敏度易受湿度的影响灵敏度易受湿度的影响,因此,因此要将导光电导体要将导光电导体严密封装严密封装在玻璃壳体中。在玻璃壳体中。如果把光敏电阻连接到外电路中,在外加如果把光敏电阻连接到外电路中,在外加电压的作用下,用光照射就能电压的作用下,用光照射就能改变电路中改变电路中电流的大小,电流的大小,其连线电路如下图所示。其连线电路如下图所示。光敏电阻具有光敏电阻具有很高的灵敏度,很好的很高的灵敏度,很好的光谱特性,光谱特性,光谱响应可从紫外区到红外区光谱响应可从紫外区到红外区范围内。范围内。而且体积小、重量轻、性能稳定、而且体积小、重量轻、性能稳定、价格便宜价格便宜,因此应用比较
5、广泛。,因此应用比较广泛。(二)光敏电阻的主要(二)光敏电阻的主要参数和基本特性参数和基本特性(1 1)暗电阻、亮电)暗电阻、亮电阻、光电流阻、光电流暗电流暗电流Id:光敏电光敏电阻在室温条件下,阻在室温条件下,全暗(无光照射)全暗(无光照射)后后经过一定时间测量经过一定时间测量的电阻值,的电阻值,称为暗电称为暗电阻。阻。此时流过的电流为此时流过的电流为IdRGRLE 连线电路图连线电路图亮电流亮电流IL:光敏电阻在某一光照下的光敏电阻在某一光照下的阻值,称为该光照下的亮电阻。此时阻值,称为该光照下的亮电阻。此时流过的电流。流过的电流。光电流光电流I光光:亮电流与暗电流之差。亮电流与暗电流之差
6、。光敏电阻的暗电阻光敏电阻的暗电阻越大越大,而,而亮亮电阻越电阻越小小则性能越好。也就是说,暗电流越则性能越好。也就是说,暗电流越小,光电流越大,这样的光敏电阻的小,光电流越大,这样的光敏电阻的灵敏度越高。灵敏度越高。实用的光敏电阻的暗电阻往往超过实用的光敏电阻的暗电阻往往超过1M,甚至甚至高达高达100M,而亮电阻则在几,而亮电阻则在几k以下,暗以下,暗电阻与亮电阻之比在电阻与亮电阻之比在10102 210106 6之间,可见光之间,可见光敏电阻的灵敏度很高敏电阻的灵敏度很高(2)光照特性:)光照特性:下图表示下图表示CdS光敏电阻的光敏电阻的光照特性:在一定光照特性:在一定外加电压下,光敏
7、电阻的光电流和光通量外加电压下,光敏电阻的光电流和光通量之间的关系。之间的关系。不同类型光敏电阻光照特性不同类型光敏电阻光照特性不同,但不同,但光照特性曲线在光照特性曲线在弱光弱光呈线性,在呈线性,在强光时呈非线性强光时呈非线性。因此它因此它不宜作定量检测元件,不宜作定量检测元件,这是光敏这是光敏电阻的不足之处。一般在自动控制系电阻的不足之处。一般在自动控制系统中用作统中用作光电开关光电开关。012345I/mA L/lx10002000(3)增益)增益G G=U/L2(4)灵敏度)灵敏度(a)光电导灵敏度光电导灵敏度 Sg=g/E=gA/由欧姆定律,得由欧姆定律,得 I=SgEU(b)电阻灵
8、敏度电阻灵敏度 SR=(Rd-R亮亮)/RdR/Rd(c)比灵敏度比灵敏度 S比比=SI/U=I光光/(U)(6 6)伏安特性伏安特性 在一定照度下,加在光敏电阻两在一定照度下,加在光敏电阻两端的电压与电流之间的关系称为伏安端的电压与电流之间的关系称为伏安特性。特性。801002040604080120160200240 /m312相相对对灵灵敏敏度度1硫化镉硫化镉2硒化镉硒化镉3硫化铅硫化铅图图中中曲曲线线1 1、2 2分分别别表表示示照照度度为为零零及及照照度度为为某某值值时时的的伏伏安安特特性性。由由曲曲线线可可知知,在在给给定定偏偏压压下下,光光照照度度较较大大,光光电电流流也也越越大
9、大。在在一一定定的的光光照照度度下下,所所加加的电的电压越大,光电流越压越大,光电流越大,而且大,而且无饱和现无饱和现象。象。但是电压不能但是电压不能无限地增大,因为无限地增大,因为任何光敏电阻都受任何光敏电阻都受额定功率、最高工额定功率、最高工作电压和额定电流作电压和额定电流50100150200 U/V02040 I/A的的限限制制。超超过过最最高高工工作作电电压压和和最最大大额额定定电流,可能导致光敏电阻永久性损坏电流,可能导致光敏电阻永久性损坏(7)频率特性)频率特性当光敏电阻受到脉冲光照射时,光电当光敏电阻受到脉冲光照射时,光电流要流要经过一段时间才能达到稳定值,经过一段时间才能达到
10、稳定值,而在停止光照后,光电流也不立刻为而在停止光照后,光电流也不立刻为零,这就是光敏电阻的零,这就是光敏电阻的延时特性延时特性。由。由于不同材料的光敏,于不同材料的光敏,电阻延时特性不电阻延时特性不同,所以它们的频率特性也不同,如同,所以它们的频率特性也不同,如图。图。硫化铅的使用频硫化铅的使用频率比硫化镉高得率比硫化镉高得多,但多,但多数光敏多数光敏电阻的延时都比电阻的延时都比较大较大,所以,它,所以,它不能用在要求快不能用在要求快速响应的场合。速响应的场合。20406080100I/%f/Hz010102103104硫化铅硫化铅硫化镉硫化镉(8)稳定性)稳定性图中曲线图中曲线1、2分别表
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 半导体 光电 检测 器件 30 分钟
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【人****来】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【人****来】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。