第三章光电检测器件详解.ppt

光电倍增管 光电倍增管的供电电路 ?3.?为了不使阳极脉动电流引起极间电压发生大的变化，常在最后几级的分压电阻上并联电容器。 光电倍增管供电电路图 C1 C2 C3 §2-2? 真空光电探测器件 * 光电倍增管 光电倍增管的供电电路 ?4.?接地方式：倍增管的接地方式有两种，即阴极接地或阳极接地. 阴极接地的特点:便于屏蔽，光、磁、电的屏蔽罩可以跟阴极靠得近些，效果好；暗电流小，噪声低。但阳极处于正高压，会导致寄生电容大，匹配电缆连接复杂. 阳极接地的特点:便于跟后面的放大器相接，操作安全。但阴极处于负高压，屏蔽罩不能跟阴极靠得很近，至少要间隔1～2cm，屏蔽效果差，暗电流和噪声都比阴极接地时大，而且整个倍增管装置的体积也要大些。 §2-2? 真空光电探测器件 * §2-3? 半导体光电检测器件 一、光敏电阻 二、光电池 三、光电二极管 四、光电三极管 §2-3? 半导体光电检测器件 一、光敏电阻 光敏电阻的外观 * 光敏电阻的组成 1.光敏电阻的结构是在一块光电导体两端加上电极，贴在硬质玻璃、云母、高频瓷或其它绝缘材料基板上，两端接有电极引线，封装在带有窗口的金属或塑料外壳内。 2.光敏面作成蛇形，电极作成梳状是因为这样即可以保证有较大的受光表面，也可以减小电极之间距离，从而既可减小极间电子渡越时间，也有利于提高灵敏度。 * §2-3? 半导体光电检测器件 一、光敏电阻 光电导器件材料 禁带宽度/eV 光谱响应范围/nm 峰值波长/nm 硫化镉（CdS） 2.45 400～800 515～550 硒化镉（CdSe） 1.74 680～750 720～730 硫化铅（PbS） 0.40 500～3000 2000 碲化铅（PbTe） 0.31 600～4500 2200 硒化铅（PbSe） 0.25 700～5800 4000 硅（Si） 1.12 450～1100 850 锗（Ge） 0.66 550～1800 1540 锑化铟（InSb） 0.16 600～7000 5500 砷化铟（InAs） 0.33 1000～4000 3500 常用光电导材料 * 光敏电阻的主要特性 1.光电导灵敏度Sg 灵敏度定义：响应量与输入量之比。即： Sg=Gp/E Gp：光电导，单位为西门子S（Ω-1）。 E：照度，单位为勒克斯（lx）。 Sg：单位为西门子/勒克斯（S/lx）或 Sm2/W 1 lx= W / m2 * §2-3? 半导体光电检测器件 一、光敏电阻 光敏电阻的主要特性 2.光电特性 光电流与照度的关系称为光电特性。光敏电阻光电特性如下： Ip=SgEγUα ( Sg=Gp/E） Ip：光电流 Sg：光电导灵敏度 E：照度 γ：光照指数 U：光敏电阻两端所加的电压 α：电压指数 * §2-3? 半导体光电检测器件 一、光敏电阻 光敏电阻的主要特性 2.光电特性 Ip=SgEγUα γ与材料和入射光强弱有关，对于硫化镉光电导体，在弱光照下γ＝1，在强光照下γ＝1/2，一般γ＝0.5～1。 α与光电导体和电极材料之间的接触有关，欧姆接触时α＝1，非欧姆接触时α=1.1～1.2 。 * §2-3? 半导体光电检测器件 一、光敏电阻 光敏电阻的主要特性 2.光电特性 光 电 流 硫化镉光敏电阻的光电特性曲线 ??? 由图可见，硫化镉光敏电阻在弱光照下，Ip与E具有良好的线性关系，在强光照下则为非线性关系，其它光敏电阻也有类似的性质。如果电压指数α＝1，在弱光照下有 Ip=SgEU * §2-3? 半导体光电检测器件 一、光敏电阻 Ip 光敏电阻的主要特性 3．光谱特性 ??? 光谱特性多用相对灵敏度与波长的关系曲线表示。 1-硫化镉单晶? 2-硫化镉多晶? 3-硒化镉多晶 4-硫化镉与硒化镉混合多晶 从这种曲线中可以直接看出灵敏范围、峰值波长位置和各波长下灵敏度的相对关系。 * §2-3? 半导体光电检测器件 一、光敏电阻 光敏电阻的主要特性 4．伏安特性 在一定的光照下，加到光敏电阻两端的电压与流过光敏电阻的亮电流之间的关系称为光敏电阻的伏安特性，常用曲线表示。 光敏电阻的伏安特性曲线 图中的虚线为额定功耗线。使用时，应不能使静态工作点居于虚线以内的区域。 * §2-3? 半导体光电检测器件 一、光敏电阻 光敏电阻的主要特性 5.温度特性 光敏电阻的温度特性很复杂，在一定的照度下，亮电阻的温度系数α有正有负： α=(R2-R1)/R1(T2-T1) ??? 硫化镉光敏电阻的温度特性曲线 a) 硫化镉单晶? b