《光敏电阻》课件

《《光敏电阻》课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第3章光电导探测器Photoconductive-------光敏电阻(PC)利用具有光电导效应的材料（如Si、Ge等本征半导体与杂质半导体，以及CdS、CdSe、PbS等）可以制成电导率随入射光辐射量变化而变化的器件，这类器件被称为光电导器件或光敏电阻，简称PC。问题：什么是光电导效应？物质吸收了光子的能量产生本征吸收或杂质吸收，引起载流子浓度的变化，从而改变了物质电导率的现象称为光电导效应。第3章光电导探测器3.1结构及工作原理3.2主要特性参数3.4偏置电路和应用3.1.1材料及分类本征型光敏电阻：杂质型光敏电阻：本征光电导探测器—

2、—利用本征光电导效应制成的器件，如硫化镉(CdS)、碲镉汞(Hg1-xCdxTe)、硫化铅(PbS)等。一般在室温下工作，适用于可见光和近红外辐射探测。杂质光电导探测器——利用杂质光电导效应制成的器件，如锗掺汞(Ge:Hg)、锗掺铜(Ge:Cu)、和硅掺砷(Si:As)等。通常必须在低温下工作，常用于中、远红外辐射探测多晶光电导探测器(自学)杂质型光敏电阻：极低温度下工作???以N型为例：ΔEd＝Ec－Ed<

3、穴供光激发用，即光电导Δσ为零或很微弱。1.杂质原子浓度远比基质原子浓度低得多。3.1.2光照下的光电导响应过程光电导响应的两个基本结论：（1）弱光照——响应时间为常数（等于载流子寿命），稳态光电导与光生载流子的产生率成线性关系。（2）强光照——响应时间是光照的函数，稳态光电导与入射辐射通量平方根成正比关系。正弦光照时3.1.3光敏电阻的结构及工作原理UbbIpIp金属电极光电导材料入射光光敏电阻原理及符号光敏电阻符号1工作原理入射光2结构在一块均匀光电导体两端加上电极，贴在硬质玻璃、云母、高频瓷或其他绝缘材料基板上，两端接有电极引线，封

4、装在带有窗口的金属或塑料外壳内。三种结构形式梳型结构在玻璃基底上面蚀刻成互相交叉的梳状槽，在槽内填入黄金或石墨等导电物质，在表面再敷上一层光敏材料。如图所示。三种结构形式蛇形结构如图，光电导材料制成蛇形，光电导两侧为金属导电材料，并在其上设置电极。三种结构形式刻线结构在玻璃基片上镀制一层薄的金属箔，将其刻划成栅状槽，然后在槽内填入光敏电阻材料层后制成。其结构如下图所示。三种结构形式3典型光敏电阻CdS光敏电阻CdS光敏电阻是最常见的光敏电阻，它的光谱响应特性最接近人眼光谱光视效率，它在可见光波段范围内的灵敏度最高，因此，被广泛地应用于灯光

5、的自动控制，照相机的自动测光等。CdS光敏电阻的峰值响应波长为0.52μm，CdSe光敏电阻为0.72μm，一般调整S和Se的比例，可使Cd（S，Se）光敏电阻的峰值响应波长大致控制在0.52~0.72μm范围内。PbS光敏电阻PbS光敏电阻是近红外波段最灵敏的光电导器件，因此，常用于火灾的探测等领域。PbS光敏电阻的光谱响应和比探测率等特性与工作温度有关，随着工作温度的降低其峰值响应波长和长波限将向长波方向延伸，且比探测率D*增加。例如，室温下的PbS光敏电阻的光谱响应范围为1~3.5μm，峰值波长为2.4μm，峰值比探测率D*高达1×

6、1011cm·Hz·W-1。当温度降低到（195K）时，光谱响应范围为1~4μm，峰值响应波长移到2.8μm，峰值波长的比探测率D*也增高到2×1011cm·Hz·W-1。InSb光敏电阻InSb光敏电阻是3~5μm光谱范围内的主要探测器件之一。InSb材料不仅适用于制造单元探测器件，也适宜制造阵列红外探测器件。InSb光敏电阻在室温下的长波长可达7.5μm，峰值波长在6μm附近，比探测率D*约为1×1011cm·Hz·W-1。当温度降低到77K（液氮）时，其长波长由7.5μm缩短到5.5μm，峰值波长也将移至5μm，恰为大气的窗口范围，

7、峰值比探测率D*升高到2×1011cm·Hz·W-1。Hg1-xCdxTe系列光电导探测器件Hg1-xCdxTe系列光电导探测器件是目前所有红外探测器中性能最优良最有前途的探测器件，尤其是对于4~8μm大气窗口波段辐射的探测更为重要。Hg1-xCdxTe系列光电导体是由HgTe和CdTe两种材料的晶体混合制造的，其中x标明Cd元素含量的组分。在制造混合晶体时选用不同Cd的组分x，可以得到不同的禁带宽度Eg，便可以制造出不同波长响应范围的Hg1-xCdxTe探测器件。碲镉汞(HgCdTe)系列光敏电阻Hg1-xCdxTex是Cd含量组分，变

8、化范围0.18～0.4，长波限为3～30μmx=0.2，光谱响应8～14μmx=0.28，光谱响应3～5μmx=0.39，光谱响应1～3μm3.2主要特性参数1.光电特性和γ值2.伏安特性7.