1、“.....为设计和制造光电三极管和二极管,提供理论依据。以表示硅片内距表面处的光强。由于光的吸收作用,从到间光强减弱了,则吸收系数的定义为对上式积分可以得到光强在半导体内的分布为其中是硅片表面处入射光的强度。可见光在进入硅片后按指数规律衰减,它的平均透入深度为由上式可知,欲求定波长的光在硅中传播的速度,只要从图中查出对应此波长的吸收系数,再取其倒数就可以了。光传感器的特性表示方法灵敏度光电器件对辐射通量的反应称为灵敏度,也称为响应。对可见光常用的有流明灵敏度光通量光电流和勒克灵敏度受光面照度光电流投射到传感器的光通量即使是相同的,如果光谱能量妥布不同时,灵敏度也不同。因此,测量灵敏度的规定光源是色温是的标准钨丝灯。对紫外线或红外波段的传感器,常用辐射灵敏度辐射通量光电流式中,辐射通量是单位时间内通过面积辐射的能量,,单位为。目前对可见光波段的传感器也用辐射灵敏度表示......”。
2、“.....为光电器件对单色辐射通量的反应与入射的单色辐射通量之比,即。式中,为入射的单色辐射通量,为光电器件的反应。波长在的狭窄范围内的辐射称为单色辐射,其通量称为单色辐射通量。光电器件的随波长而变化,且在个波长处有最大值。波长称为峰值波长,即光谱灵敏度最大时的波长。相对光谱灵敏度光谱灵敏度与最大光谱灵敏度之比称为相对光谱灵敏度,即,其中,是无量纲函数,也称光谱特性。光谱特性是指光谱相对光谱灵敏度与入射光波长之间的关系,不同敏感材料的光谱待性曲线如图所示。从光谱曲线可以判断哪种辐射源与哪种光电器件配合使用可获得较高的灵敏度。积分灵敏度光电器件对连续辐射通量的反应程度称为积分灵敏度。定义为反应与入射到光电器件上的辐射通量之比,即当反映为光电流时,积分灵敏度即为辐射灵敏度。通量阀在光电器件输出端产生的电信号与固有噪声电平相等的最小辐射通量称为通量阀。若把对应于的光电器件的反应以等效噪声的均方根值代入式......”。
3、“.....而且同积分灵敏度样,它和辐和辐射源的辐射特性有关。单色通量阀由下式定义单色通量阀反映光电器件本身的固有特性,而通量阀不仅反映光电器件本身的固有特性,而且还反映辐射特性。归化探测率由于通量阀与光电器件灵敏面的面积的平方根成正比,在窄带情况下通量阀与带宽的平方根成正比。对光电器件性能进行比较,应当在灵敏面的尺寸和带宽定的条件下进行,因而引进个新的特性参数,即归化探测率。归化探测率可由下式定义式中,为灵敏面积,为带宽。其实质上就是光电器件在具有单位灵敏面积单位带宽及单位辐射通量时所获的信噪比转换特性和响应时间当入射辐射通量很小时,可以把光电器件看作线性系统,并用转换特性的时间常数来描述光电器件的动态特性。转换特性是辐射通量为阶跃信号时光电器件的响应,如图示。对线性传感器,其辐射通量与输出电压之间的关系可以用以下微分方程描述辐射通量为阶跃函数时,微分方程解为实际上转换过程要经过的时间才能结束。因此......”。
4、“.....它反映了光电器件响应时间的快慢,调制频率上限受响应时间的限制。光敏电阻的响应时间般为,光电三极管为,光电二极管的比三极管的高个数量级,硅管比锗管的高个数量级。光电器件的频率特性光电器件相对光谱灵敏度输出端电压电流的振幅随入射通量的调制频率的变化关系称为光电器件的频率特性。由于光电器件有定的惰性,在定幅射的正弦调制光照下,当频率较低时,灵敏度与频率无关若频率增高,灵敏度就会逐渐降低。多数光电器件灵敏度与调制频率的关系为式中,为调制频率时的灵敏度,为调制频率,为响应时间。光照特性光照特性表示光电器件的积分或光谱灵敏度与其入射辐射通量的关系。有时光电器件输出端的电压或电流与入射辐射通量间的关系也称为光照特性。温度特性光电器件的灵敏度暗电流或光电流与温度的关系称为温度特性,通常由曲线表示或由温度系数给出。温度系数表示在给定的温度区间,温度变化度时,光电流的相对平均增量或灵敏度的变化或光敏电阻值的平均变化。温度变化不仅影响光电器件的灵敏度......”。
5、“.....由于光电器件的灵敏度随温度变化,在高精度检测时,要进行温度补偿或要求在恒温条件下工作。是指外接负载电阻远小于光电池内阻时的电流从实验可知,负载越小,光电流与照度之间的线性关系越好,而且线性范围越宽负载在以下,线性还是比较好的,负载电阻太大,线性则变坏,如图频率特性光电池的频率特性是指相对输出电流与光的调制频率之间的关系所谓相对输出电流是指高频输出电流与低频最大输出电流之比图是光电池的频率特性曲线在光电池作为测量,计算,接收器件时,常用调制光作为输入由图可知硅光电池具有较高的频率响应,而锡光电池则较差因此,在较高计数器的光电转换中般采用硅光电池温度特性光电池的温度特性是指开路电压和短路电流随温度变化的关系图为硅光电池在照度为下的温度线性曲线由图可知,开路电压随温度上升下降很快,但短路电流随温度的变化较慢温度特性影响用光电池的了仪器设备的温度漂移以及测量精度或控制精度等重要植保当期用作测量器件是,最好能保持温度恒定或采用温度补偿措施伏安特性所谓伏安特性......”。
6、“.....电极引线可靠,应用合理时,光电池的性能是相当稳定的使用寿命也很长硅光电池的性能不锡光电池更稳定光电池的性能和寿命除了与光电池的材料及制造工艺有关外,在很大程度上还与使用环境条件有密切关系如在高温和强光照射下,会使光电池的性能变坏,而且降低了使用寿命在使用中要加以注意电路分析和计算作电流源使用光电池短路与照度有交好的线形关系,作为测量元件使用时,常当作电流源使用。光电池的受光面积,般要比光电二极管大的多,因此它的光电流比后者大,受光面积越大光电流也越大,适于需要输出大的电流的场合。前面图已给出了硅光电池的输出伏安特性曲线。有图可知,对于千欧的负载线,照度每变化时,相应的负载线上的线段基本相等,输出电流和电压随照度变化有较好的变化。而对于千欧负载线,照度每变化时,相应的负载线上的线段不等,输出电流和电压与照度的关系会出现非线形。在光电检测中,在定的负载下工作,希望输出电流和电压与照度成线形关系,要确定这样的负载线......”。
7、“.....就是所需的负载线。在检测中,如需求光电池性能稳定,有好的线性关系,则负载电阻应小些,电阻越小性能越好,即负载线应在的左面。这时输出的电压随有些减小,但光电流基本不变,反之,如果光电流的负载电阻定,例如千欧,则线形关系成立的最大照度可从伏安特性曲线确定,照度超过此值,则电流和电压与照度成非线形关系。图中伏安特性曲线是在受光面积为平方厘米的情况下得到的。如果受光面积不是平方厘米,则光电流的大小应做相应的变化。另外,由于不同光源频谱不同,当光源的种类不同,即使照度不同,光电池的输出也不同,输出与照度成比例的范围也有区别。光电流有时接非线形负载,例如接至晶体管基极,如图所示。当光电池与锗管相接时,锗管的基极工作电压在伏之间,而硅光电池的开路电压可达伏左右,因此,可把光电池直接接到锗管的基极使其工作。利用图的图解分析可知,当照度自变至时,锗管中的基极电流中光电池伏安曲线与锗管输入特性曲线的交点和基电级电流与照度几乎成线形变化。对于硅管......”。
8、“.....个光电池不能直接控制它的工作,这时可用两个光电池串联,也可用如图所示。图中分别用可变电阻和二极管,其特点是对晶体管的工作点随温度的变化有补偿作用,但二极管的正向压降为确定的数值,不能任意调节。其工作情况,亦可用图的类似方法进行图解分析。作电压源使用硅光电池的开路电压与照度的关系是非线性的,因此,作为测量元件使用时,般不宜当作电压源使用。而且硅光电池的开路电压最大也只有左右,因此如果希望得到大的电压输出,不如采用光电二极管和光电三极管,因为他们在外加反向电压下工作,可以得到几伏甚至几十伏的电压输出。但如果照度跳跃式变化,对电压的线性关系无要求,光电池可有左右的电压变化,亦可适合于开关电路或继电器工作状态。若要增加光电池的输出电压,类似于光电二极管可加反向电压,如图所示,有时为了改善线性亦可加反向电压。光电池的伏安特性曲线如图。但光电池加反向电压后的暗电流和噪声有所增大,因而要选用反向暗电流小的电池,并主意光电池不能因加反向电压而击穿。型硅光电二极管型硅光二极管是种高速光电二极管......”。
9、“.....为了得到高速响应,需要减小二极管的结的电容。为此,光电二极管是在大量掺入杂质的型和型硅片层之间插入高阻抗的本征半导体材料层层,如图所示。插入高阻抗的本征半导体材料层层可提高二极管的响应速度和灵敏度。应用电视摄象机等遥控装置光存贮器的读出装置和伺服跟踪信号检测器等。雪崩式光电二极管雪崩式光电二极管具有高速响应和放大功能。结构如图所示,是在结的侧再设置层掺杂浓度极高的重掺杂层而构成,是在结光电二极管上施加较大的反偏压,利用结处产生的雪崩效应而制成电子倍增管。采用硅和锗材料的雪崩式光电二极管的响应波长范围分别为和元件优点是他提供的高电流增益极大地提高灵敏度,能有效地读取微弱光线,常用范围的光纤通信的受光装置和光磁盘的受光元件。不足线性较差,工作时要求很高的电压建立必要极电场,而且其增益对偏置电压和温度十分敏感,因此要求非常稳定的工作环境。半导体色敏传感器半导体色敏传感器可用来直接测量从可见光到红外波段内单色辐射的波长。其结构如图所示。他有两个深浅不同的结......”。
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