光电导探测器主要是通过电阴值的变化来检测,以下我将以光敏电阻为例介绍其工作原理。光敏电阻又称光导管,它没有极性,纯粹是一个电阻器件,使用时既可加直流电压,也可以加交流电压。无光照时,光敏电阻值(暗电阻)很大,电路中电流(暗电流)很小。当光敏电阻受到一定波长范围的光照时,它的阻值(亮电阻)急剧减少,电路中电流迅速增大。一般希望暗电阻越大越好,亮电阻越小越好,此时光敏电阻的灵敏度高。实际光敏电阻的暗电阻值一般在兆欧级,亮电阻在几千欧以下。所谓相干调制,就是利用要传输旳信号来改变光载波旳频率、相位和振幅。30GHZ APD光电探测器价格合理
光电三级管与光电二极管比较,光电三级管输出电流较大,一般在毫安级,但光照特性较差,多用于要求输出电流较大的场合。光电三极管有pnp和npn型两种结构,常用材料有硅和锗。例如用硅材料制作的npn型结有3DU型,pnp型有3CU型。采用硅npn型光电三极管,其暗电流比锗光电三极管小,且受温度变化影响小,所以得到位广泛应用。下面以3DU型光电三极管为例说明它的结构、工作原理与主要特性。3DU型光电三极管是以p型硅为基极的三极管。3DU管的结构和普通晶体管类似,只是在材料的掺杂情况、结面积的大小和基极引线的设置上和普通晶体管不同。因为光电三极管要响应光辐射,受光面即集电结(bc结)面积比一般晶体管大。另外,它是利用光控制集电极电流的,所以在基极上既可设置引线进行电控制,也可以不设,完全同光一控制。它的工作原理是工作时各电极所加的电压与普通晶体管相同,即要保证集电结反偏置,发射正偏听偏置。由于集电结是反偏压,在结区有很强的内建电场,对3DU管来讲,内建电场方向是由c到b的。和光电二极管工作原理相同。30GHZ APD光电探测器价格合理光电探测器的电路模型中包含的电阻为其热噪声的主要来源。
PN结加正向电压时,产生多子电流,与光生电流方向相反,并且电流比光生电流大得多,此时无法作为光探测器。PN结处于反向偏压状态时,产生的光电子会被反向偏压迅速通过电场与电极收集,产生反向光电流,通过检测光电流大小即可得到光功率强度。处于零偏压的PN结可作为光电池使用。一个大面积的PN结,做好上下极的接触引线便构成一个光电池。一般光敏面做成梳齿状,可以减小光生载流子的复合以提高能量转换效率,减小串联电阻。对于光电池,负载电阻较大时,输出线性较差,可获得较大的输出电压,对于不同的入射光强,也会具有不同的最大输入功率,往往采用多个光电池的串-并联组合运用。
为了提高传输效率并且无畸变地变换光电信号,光电探测器不仅要和被测信号、光学系统相匹配,而且要和后续的电子线路在特性和工作参数上相匹配,使每个相互连接的器件都处于比较好的工作状态。现将光电探测器件的应用选择要点归纳如下:光电探测器必须和辐射信号源及光学系统在光谱特性上相匹配。如果测量波长是紫外波段,则选用光电倍增管或专门的紫外光电半导体器件;如果信号是可见光,则可选用光电倍增管、光敏电阻和Si光电器件;如果是红外信号,则选用光敏电阻,近红外选用Si光电器件或光电倍增管;光电探测器必须和辐射信号源及光学系统在光谱特性上相匹配。
当金属表面在特定的光辐照作用下,金属会吸收光子并发射电子,发射出来的电子叫做光电子。光的波长需小于某一临界值时方能发射电子,其临界值即极限频率和极限波长。临界值取决于金属材料,而发射电子的能量取决于光的波长而非光的强度,这一点无法用光的波动性解释。还有一点与光的波动性相矛盾,即光电效应的瞬时性,按波动性理论,如果入射光较弱,照射的时间要长一些,金属中的电子才能积累住足够的能量,飞出金属表面??墒率凳?,只要光的频率高于金属的极限频率,光的亮度无论强弱,电子的产生都几乎是瞬时的,不超过十的负九次方秒。正确的解释是光必定是由与波长有关的严格规定的能量单位(即光子或光量子)所组成。这种解释为爱因斯坦所提出。光电效应由德国物理学家赫兹于1887年发现,对发展量子理论及波粒二象性起了根本性的作用。根据爱因斯坦的光电子效应,光子是运动着的粒子流,每种光子的能量为hv(v为光波频率,h为普朗克常数),由此可见不同频率的光子具有不同的能量,光波频率越高,光子能量越大。假设光子的全部能量交给光子,电子能量将会增加,增加的能量一部分用于克服正离子的束缚,另一部分转换成电子能量??山邮盏墓夤β实拇笮∈怯商讲馄鞯陌档缌骶龆ǖ摹J腋咚俟獾缣讲馄魈丶?/p>
APD适用于接收灵敏度要求高的长距离传输和高速率通信系统。30GHZ APD光电探测器价格合理
光电导器件:利用具有光电导效应的半导体材料做成的光电探测器称为光电导器件,通常叫做光敏电阻。在可见光波段和大气透过的几个窗口,即近红外、中红外和远红外波段,都有适用的光敏电阻。光敏电阻被较多地用于光电自动探测系统、光电跟踪系统、导弹制导、红外光谱系统等。硫化镉CdS和硒化镉CdSe光敏电阻是可见光波段用得较多的两种光敏电阻;硫化铅PbS光敏电阻是工作于大气红外透过窗口的主要光敏电阻,室温工作的PbS光敏电阻响应波长范围1.0~3.5微米,峰值响应波长2.4微米左右;锑化铟InSb光敏电阻主要用于探测大气第二个红外透过窗口,其响应波长3~5μm;碲镉汞器件的光谱响应在8~14微米,其峰值波长为10.6微米,与CO2激光器的激光波长相匹配,用于探测大气第三个窗口(8~14微米)。30GHZ APD光电探测器价格合理
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