南理工光电检测技术课程02光电检测器件ppt课件

1、 光电检测器件是利用物质的光电效应把光信号光电检测器件是利用物质的光电效应把光信号转换成电信号的器件。它是光电系统的中心组成部转换成电信号的器件。它是光电系统的中心组成部分，在光电系统中的作用是发现信号、丈量信号，分，在光电系统中的作用是发现信号、丈量信号，并为随后的运用提取某些必要的信息。并为随后的运用提取某些必要的信息。第二章、光电检测器件第二章、光电检测器件 热电探测器特点：呼应波长无选择性，它对从可见光热电探测器特点：呼应波长无选择性，它对从可见光到远红外的各种波长的辐射同样敏感。呼应慢，吸收辐射到远红外的各种波长的辐射同样敏感。呼应慢，吸收辐射产生信号需求的时间长，普通在几毫秒以上。

2、产生信号需求的时间长，普通在几毫秒以上。 光电探测器特点：呼应波长有选择性，存在某一截止光电探测器特点：呼应波长有选择性，存在某一截止波长波长00，超越此波长，器件没有呼应。，超越此波长，器件没有呼应。 呼应快，普通在呼应快，普通在纳秒到几百微秒。纳秒到几百微秒。1.1.呼应度或灵敏度呼应度或灵敏度) ) 光电探测器的输出电压或电流与入射光光电探测器的输出电压或电流与入射光功率之比，它描画器件的光电转换效能。功率之比，它描画器件的光电转换效能。iOIiOVPISPVS 电流响应度电流响应度电压响应度电压响应度第一节、根本特性参数第一节、根本特性参数光谱呼应度光谱呼应度 光电探测器的输出电压或电

3、流与入射到探光电探测器的输出电压或电流与入射到探测器上的单色辐射通量之比，光谱呼应度愈大，测器上的单色辐射通量之比，光谱呼应度愈大，表示光电探测器愈灵敏。表示光电探测器愈灵敏。 OOISVS或 积分呼应度积分呼应度 光电探测器输出的电流或电压与入射总光光电探测器输出的电流或电压与入射总光通量之比称为积分呼应度。积分灵敏度表示探通量之比称为积分呼应度。积分灵敏度表示探测器对延续辐射通量的反响程度。测器对延续辐射通量的反响程度。001ddSISO2 2呼应时间呼应时间 当入射辐射到光电当入射辐射到光电探测器后或入射辐射探测器后或入射辐射遮断后，光电探测器遮断后，光电探测器的输出上升到稳定值的输出上

4、升到稳定值或下降到照射前的值或下降到照射前的值所需时间称为呼应时所需时间称为呼应时间。间。上升时间和下降时间上升时间和下降时间3 3频率呼应频率呼应 光电探测器的呼应随入射辐射的调制频率光电探测器的呼应随入射辐射的调制频率而变化的特性称为频率呼应。而变化的特性称为频率呼应。4 4暗电流暗电流Id Id 光电探测器在没有输入信号和背景辐射时光电探测器在没有输入信号和背景辐射时所流过的电流所流过的电流( (加电源时加电源时) )。普通丈量其直流值。普通丈量其直流值或平均值。或平均值。 5 5信噪比信噪比(S(SN) N) 它是在负载电阻上产生的信号功率与噪声它是在负载电阻上产生的信号功率与噪声功率

5、之比，即功率之比，即2222NSLNLSNSIIRIRIPPNS假设用分贝(dB)表示，那么为NSNSdBIIIINSlg20lg10226 6噪声等效功率噪声等效功率(NEP) (NEP) 或称最小可探测功率或称最小可探测功率PminPmin。 信噪比为信噪比为1 1时，时，入射到探测器上的辐射通量。即入射到探测器上的辐射通量。即NSNEPe/一、概念题一、概念题1、光电探测器的呼应度或灵敏度、光电探测器的呼应度或灵敏度 2、信噪比、信噪比3、最小可探测功率、最小可探测功率二、简答题二、简答题热电检测器件和光电检测器件的特点是什么？热电检测器件和光电检测器件的特点是什么？ 第二节、真空光电探

6、测器件第二节、真空光电探测器件 光电管分真空光电管和充气光电光电管分真空光电管和充气光电管两种。假设球内充低压惰性气体就管两种。假设球内充低压惰性气体就成为充气光电管。成为充气光电管。 光电阴极通常采用逸出功小的光敏资料。当光线照射到光电阴极通常采用逸出功小的光敏资料。当光线照射到光敏资料上便有电子逸出，这些电子被具有正电位的阳极所光敏资料上便有电子逸出，这些电子被具有正电位的阳极所吸引，在光电管内构成空间电子流，在外电路就产生电流。吸引，在光电管内构成空间电子流，在外电路就产生电流。假设在外电路串入一定阻值的电阻，那么在该电阻上的电压假设在外电路串入一定阻值的电阻，那么在该电阻上的电压降或电

7、路中的电流大小都与光强成函数关系，从而实现光电降或电路中的电流大小都与光强成函数关系，从而实现光电转换。转换。 优点：光电阴极面积大，灵敏度较高；暗电流小，最低优点：光电阴极面积大，灵敏度较高；暗电流小，最低可达可达10-14A10-14A；光电发射弛豫过程极短。；光电发射弛豫过程极短。 缺陷：真空光电管普通体积都比较大、任务电压高达百缺陷：真空光电管普通体积都比较大、任务电压高达百伏到数百伏、玻壳容易破碎等。目前已根本被固体光电器伏到数百伏、玻壳容易破碎等。目前已根本被固体光电器件所替代。件所替代。 建立在光电效应、二次电子发射和电子光学实际根底上建立在光电效应、二次电子发射和电子光学实际根

8、底上的，把微弱入射光转换成光电子，并获倍增的器件。的，把微弱入射光转换成光电子，并获倍增的器件。光入射窗口光入射窗口光电阴极光电阴极电子光学输入系统电子光学输入系统二次发射电子倍增器二次发射电子倍增器阳极阳极 光窗分侧窗式和端窗式两种，它是入射光的通道。由于光窗对光光窗分侧窗式和端窗式两种，它是入射光的通道。由于光窗对光的吸收与波长有关，波长越短吸收越多，所以倍增管光谱特性的短的吸收与波长有关，波长越短吸收越多，所以倍增管光谱特性的短波阈值决议于光窗资料。波阈值决议于光窗资料。侧窗式侧窗式端窗式端窗式 光电阴极由光电发射资料制造。光电发射资料大体可分为光电阴极由光电发射资料制造。光电发射资料大

9、体可分为三类：纯金属资料、外表吸附一层其他元素原子的金属和半导三类：纯金属资料、外表吸附一层其他元素原子的金属和半导体资料。体资料。光射入物体后，物体中的电子吸收光子能量，从基态跃迁到光射入物体后，物体中的电子吸收光子能量，从基态跃迁到能量高于真空能级真空中静止电子能量的激发态。能量高于真空能级真空中静止电子能量的激发态。受激电子从受激地点出发，在向外表运动过程中免不了要同受激电子从受激地点出发，在向外表运动过程中免不了要同其它电子或晶格发生碰撞，而失去一部分能量。其它电子或晶格发生碰撞，而失去一部分能量。到达外表的电子，假设仍有足够的能量足以抑制外表势垒对到达外表的电子，假设仍有足够的能量足

10、以抑制外表势垒对电子的束缚即逸出功时，即可从外表逸出。电子的束缚即逸出功时，即可从外表逸出。 良好的光电发射资料应具备下述条件：良好的光电发射资料应具备下述条件： (1)使光电阴极发射的光电子尽能够全部会聚到第一倍增极上，而将其他部分的杂散电子散射掉，提高信噪比；(2)使阴极面上各处发射的光电子在电子光学系统中有尽能够相等的渡越时间，以保证光电倍增管的快速呼应。光电阴极光电阴极聚焦极聚焦极3 3电子光学系统电子光学系统倍增系统是由许多倍增极组成的综合体，每个倍增极都是由二次电子倍增资料构成，具有使一次电子倍增的才干。因此倍增系统是决议整管灵敏度最关键的部分。4 4二次发射倍增系统二次发射倍增系

11、统 阳极是采用金属网作的栅网状构造，把它置于接近最末一级倍增阳极是采用金属网作的栅网状构造，把它置于接近最末一级倍增极附近，用来搜集最末一级倍增极发射出来的电子。极附近，用来搜集最末一级倍增极发射出来的电子。光入射窗口光入射窗口光电阴极光电阴极电子光学输入系统电子光学输入系统二次发射电子倍增器二次发射电子倍增器阳极阳极5 5阳极阳极1 1、光子透过入射窗入射到光电阴极、光子透过入射窗入射到光电阴极K K上。上。2 2、光电阴极的电子受光子激发，分开外表发射到真空中。、光电阴极的电子受光子激发，分开外表发射到真空中。3 3、光电子经过电场加速和电子光学系统聚焦入射到第一倍增极、光电子经过电场加速

12、和电子光学系统聚焦入射到第一倍增极D1D1上，倍增极发射出比入射电子数目更多的二次电子。入射电子经上，倍增极发射出比入射电子数目更多的二次电子。入射电子经N N级倍增后，光电子就放大级倍增后，光电子就放大N N次。次。4 4、经过倍增后的二次电子由阳极、经过倍增后的二次电子由阳极a a搜集起来，构成阳极光电流，在搜集起来，构成阳极光电流，在负载负载RLRL上产生信号电压。上产生信号电压。、根本特性参数、根本特性参数1 1光谱呼应度光谱呼应度 PMT PMT的光谱呼应曲线与光电阴极的一样，主的光谱呼应曲线与光电阴极的一样，主要取决于光电阴极资料的性质。要取决于光电阴极资料的性质。2 2放大倍数放

13、大倍数( (电流增益电流增益) ) 在一定任务电压下，光电倍增管的阳极电在一定任务电压下，光电倍增管的阳极电流与阴极电流之比称为管子的放大倍数流与阴极电流之比称为管子的放大倍数M M或电流或电流增益增益G G。KaiiGM）或(3.3.暗电流暗电流 它限制了可测直流光通量的最小值，同时它限制了可测直流光通量的最小值，同时也是产生噪声的重要要素，是鉴别管子质量的也是产生噪声的重要要素，是鉴别管子质量的重要参量。应选取暗电流较小的管子。重要参量。应选取暗电流较小的管子。 4.4.伏安特性伏安特性 光电倍增管的伏光电倍增管的伏安特性曲线分为阴极安特性曲线分为阴极伏安特性曲线与阳极伏安特性曲线与阳极伏

14、安特性曲线。在电伏安特性曲线。在电路设计时，普通运用路设计时，普通运用阳极伏安特性曲线来阳极伏安特性曲线来进展负载电阻、输出进展负载电阻、输出电流、输出电压的计电流、输出电压的计算。算。 5. 5. 频率呼应频率呼应 由于由于PMTPMT是光电发射型器件，而光电发射是光电发射型器件，而光电发射的延迟时间的延迟时间33101013S13S，所以，所以PMTPMT有很高的频有很高的频率呼应。率呼应。6.6.噪声噪声 主要来源是光电阴极、光电发射的随机性主要来源是光电阴极、光电发射的随机性和各倍增极二次电子发射的随机性，同时也与和各倍增极二次电子发射的随机性，同时也与背景光或信号光中的直流分量有关。

15、背景光或信号光中的直流分量有关。、PMTPMT的供电电路的供电电路 倍增管各电极要求直流供电，从阴极开场至各级的电压倍增管各电极要求直流供电，从阴极开场至各级的电压要依次升高，普通多采用电阻链分压方法来供电。普通情况要依次升高，普通多采用电阻链分压方法来供电。普通情况下，各级间电压均相等，约下，各级间电压均相等，约8080100V100V，总电压约，总电压约100010001300V1300V。 对电源电压稳定性要求较高。假设电源电压不稳，会引起许多对电源电压稳定性要求较高。假设电源电压不稳，会引起许多参量的变化，特别是电流增益变化，从而直接影响输出特性。目前参量的变化，特别是电流增益变化，从

16、而直接影响输出特性。目前已有光电倍增管公用的电源稳压块。已有光电倍增管公用的电源稳压块。DDUUMM 因倍增管中的电流与电阻链中的电流是并联关系，要保证各因倍增管中的电流与电阻链中的电流是并联关系，要保证各级电压稳定，要求流过电阻链的电流级电压稳定，要求流过电阻链的电流IR至少要比阳极电流至少要比阳极电流Ia大大20倍以上。倍以上。 普通说，普通说，IR越大，对稳定极间电压越大，对稳定极间电压UD越有利。但越有利。但IR也不能太也不能太大，由于大，由于IR太大会增大电阻的功耗，加重电源负担。当太大会增大电阻的功耗，加重电源负担。当UD给定给定后，分压电阻后，分压电阻R的最大值应取决于阳极的最大

17、平均电流，的最大值应取决于阳极的最大平均电流，R最小最小值应取决于高压电源输出的功率。普通常用分压器的阻值选择范值应取决于高压电源输出的功率。普通常用分压器的阻值选择范围为围为20500K 倍增管的输出电流主要是倍增管的输出电流主要是来自于最后几级，探测脉冲来自于最后几级，探测脉冲光时，为了不使阳极脉动电光时，为了不使阳极脉动电流引起极间电压发生大的变流引起极间电压发生大的变化，常在最后几级的分压电化，常在最后几级的分压电阻上并联电容器。阻上并联电容器。3)3)并联电容确实定并联电容确实定1C2C3CLUtICDnam 1为电源电压的稳定度；为电源电压的稳定度；为电源电压；为电源电压；为输入光

18、脉冲宽度；为输入光脉冲宽度；为输出脉冲电流峰值；为输出脉冲电流峰值；LUtIDnam数数为为倍倍增增极极的的二二次次发发射射系系3221CCC 4)4)接地方式接地方式 优点：便于屏蔽，光、磁、电的屏蔽罩可以跟阴极优点：便于屏蔽，光、磁、电的屏蔽罩可以跟阴极靠得近些，屏蔽效果好；暗电流小，噪声低。靠得近些，屏蔽效果好；暗电流小，噪声低。 缺陷：但这时阳极要处于正高压，会导致寄生电容缺陷：但这时阳极要处于正高压，会导致寄生电容大，匹配电缆衔接复杂，特别是后面假设接直流放大器，大，匹配电缆衔接复杂，特别是后面假设接直流放大器，整个放大器都处于高电压，不利于平安操作；假设后面接整个放大器都处于高电压

19、，不利于平安操作；假设后面接交流放大器，那么必需接一个耐压很高的隔直电容器，而交流放大器，那么必需接一个耐压很高的隔直电容器，而普通耐压很高的电容器体积大而且价钱高。普通耐压很高的电容器体积大而且价钱高。 运用前应了解器件的特性。真空光电器件的共同特点是灵敏度高、惰运用前应了解器件的特性。真空光电器件的共同特点是灵敏度高、惰性小、供电电压高、采用玻璃外壳、抗震性差。性小、供电电压高、采用玻璃外壳、抗震性差。 运用时不宜用强光照。光照过强时，光电线性会变差而且容易使光电运用时不宜用强光照。光照过强时，光电线性会变差而且容易使光电阴极疲劳轻度疲劳经一段时间可恢复，重度疲劳不能恢复，缩短寿命。阴极疲

20、劳轻度疲劳经一段时间可恢复，重度疲劳不能恢复，缩短寿命。 任务电流不宜过大。任务电流大时会烧毁阴极面，或使倍增级二次电任务电流不宜过大。任务电流大时会烧毁阴极面，或使倍增级二次电子发射系数下降，增益降低，光电线性变差，缩短寿命。子发射系数下降，增益降低，光电线性变差，缩短寿命。 用来丈量交变光时，负载电阻不宜很大，由于负载电阻和管子的等效用来丈量交变光时，负载电阻不宜很大，由于负载电阻和管子的等效电容一同构成电路的时间常数，假设负载电阻较大，时间常数就变大，频电容一同构成电路的时间常数，假设负载电阻较大，时间常数就变大，频带将变窄。带将变窄。一、简答题一、简答题1 1、光电倍增管的根本构造与任

21、务原理是什么？、光电倍增管的根本构造与任务原理是什么？2 2、光电倍增管的供电电路留意哪些问题、光电倍增管的供电电路留意哪些问题 ？ 二、文献检索电子作业发至二、文献检索电子作业发至wlty21wlty21 什么是负电子亲和势什么是负电子亲和势NEANEA光电阴极？原理？光电阴极？原理？一、光敏电阻一、光敏电阻第三节、半导体光电检测器件第三节、半导体光电检测器件 本征型半导体光敏电阻、掺杂型半导体光敏电阻本征型半导体光敏电阻、掺杂型半导体光敏电阻 当入射光子使电子由价带越升到导带时，导带中的电子和当入射光子使电子由价带越升到导带时，导带中的电子和价带中的空穴均参与导电，因此电阻显著减小，电导添

22、加。假价带中的空穴均参与导电，因此电阻显著减小，电导添加。假设衔接电源和负载电阻，即可输出电信号。设衔接电源和负载电阻，即可输出电信号。dLdLIIIggg光 优点：灵敏度高，任务电流大达数毫安优点：灵敏度高，任务电流大达数毫安 ，光谱呼应范围宽，所测光强范围宽，无极性之分。光谱呼应范围宽，所测光强范围宽，无极性之分。 缺陷：呼应时间长，频率特性差，强光线性差，缺陷：呼应时间长，频率特性差，强光线性差，受温度影响大。受温度影响大。 主要用于红外的弱光探测与开关控制。主要用于红外的弱光探测与开关控制。 路灯自动点熄原理图如下图，分析它的任务原理。路灯自动点熄原理图如下图，分析它的任务原理。 它是

23、利用光生伏特效应制成的将光能转换成电能的它是利用光生伏特效应制成的将光能转换成电能的器件。它是一种不需加偏压就能把光能直接转换成电器件。它是一种不需加偏压就能把光能直接转换成电能能P-NP-N结光电器件。结光电器件。 按用途可分成太阳能光电池和光电检测光电池。按用途可分成太阳能光电池和光电检测光电池。二、光电池二、光电池 在在P PN N型硅作基底，然后在基底上分散型硅作基底，然后在基底上分散N NP P型半导体作为受光面。构成型半导体作为受光面。构成P-NP-N结后，再经过各种工结后，再经过各种工艺处置，分别在基底和光敏面上制造输出电极，涂艺处置，分别在基底和光敏面上制造输出电极，涂上二氧化

24、硅作维护膜，即成光电池。上二氧化硅作维护膜，即成光电池。 当光照到当光照到PNPN结外表时，假设光子能量足够大，就结外表时，假设光子能量足够大，就将在将在PNPN结附近激发电子空穴对，在结附近激发电子空穴对，在PNPN结内电场作用结内电场作用下，下，N N区的光生空穴拉向区的光生空穴拉向P P区，区，P P区的光生电子拉向区的光生电子拉向N N区，区，结果在结果在N N区聚集了电子，区聚集了电子，P P区聚集了空穴，这样在区聚集了空穴，这样在N N区和区和P P区之间产生了电势差。区之间产生了电势差。 光电检测光电池具有光敏面积大，频率呼应高，光电流随光电检测光电池具有光敏面积大，频率呼应高，

25、光电流随照度线性变化。照度线性变化。 太阳能光电池耐辐射，转换效率高，本钱低，体积小，构太阳能光电池耐辐射，转换效率高，本钱低，体积小，构造简单、分量轻、可靠性高、寿命长，在空间能直接利用太造简单、分量轻、可靠性高、寿命长，在空间能直接利用太阳能转换成电能的特点。阳能转换成电能的特点。LRIULRpIjIIU符号符号 衔接电路衔接电路 等效电路等效电路三、光敏二极管三、光敏二极管共同点：一个共同点：一个PNPN结，单导游电性结，单导游电性不同点：不同点： 受光面大，受光面大，PNPN结面积更大，结面积更大，PNPN结深度较浅；结深度较浅； 外表有防反射的外表有防反射的SiO2SiO2维护层；维

26、护层； 外加负偏压；外加负偏压；共同点：均为一个共同点：均为一个PNPN结，利用光生伏特效应，结，利用光生伏特效应，SiO2SiO2维护膜；维护膜；不同点：不同点： 结面积比光电池的小，频率特性好；结面积比光电池的小，频率特性好； 光生电势与光电池一样，但电流比光电池小；光生电势与光电池一样，但电流比光电池小； 可在零偏压下任务，更常在反偏压下任务；可在零偏压下任务，更常在反偏压下任务；无光照时，只需热效应引起的暗无光照时，只需热效应引起的暗电流流过电流流过PNPN结；结；光照时，产生附加的光生载流子，光照时，产生附加的光生载流子，使流过使流过PNPN结的电流骤增；反向电压结的电流骤增；反向电

27、压添加了耗尽层的宽度和结电场，使添加了耗尽层的宽度和结电场，使更多的光生载流子流过更多的光生载流子流过PNPN结。结。 a) 不加外电源不加外电源 b) 加反向外电源加反向外电源 c) 2DU环极接法环极接法环极接法的作用：环极接法的作用： 抑制由于抑制由于SiO2SiO2维护膜中维护膜中的杂质正离子静电感应。的杂质正离子静电感应。 随着入射光功率随着入射光功率的变强，那么同一反向的变强，那么同一反向电压下的光电流也变大。电压下的光电流也变大。 入射光功率不变入射光功率不变时，反向电压加到某一时，反向电压加到某一电压后，光电流几乎不电压后，光电流几乎不随反向电压的变化而变随反向电压的变化而变化

28、。化。光生载流子在薄层中的分散时间及光生载流子在薄层中的分散时间及PNPN结中的漂移时间载结中的漂移时间载流子的渡越时间；流子的渡越时间；结电容和杂散电容结电容和杂散电容 RC RC时间常数；时间常数； 它是半导体光电器件中频率呼应最好的器件之一，频率它是半导体光电器件中频率呼应最好的器件之一，频率呼应与以下要素有关：呼应与以下要素有关：无论是光生载流子向结区分散，还是结电场中载流子的漂无论是光生载流子向结区分散，还是结电场中载流子的漂移，它们都有一定的驰豫时间，这个驰豫时间影响光敏器件移，它们都有一定的驰豫时间，这个驰豫时间影响光敏器件的频率呼应。对于分散型二极管主要驰豫时间为光生载流子的频

29、率呼应。对于分散型二极管主要驰豫时间为光生载流子向结区分散时间。对于耗尽层型二极管主要驰豫时间为光生向结区分散时间。对于耗尽层型二极管主要驰豫时间为光生少子在结区的漂移时间。少子在结区的漂移时间。 对于不同波长的光，器件也有不同的频率呼应。波长越长对于不同波长的光，器件也有不同的频率呼应。波长越长的光在较深处被吸收，产生的少数载流子远离的光在较深处被吸收，产生的少数载流子远离PNPN结，需较长结，需较长的分散时间。而较短波长的光在接近外表处被吸收，产生的的分散时间。而较短波长的光在接近外表处被吸收，产生的少数载流子离少数载流子离PNPN结很近，分散时间短。所以耗尽层型优于分结很近，分散时间短。

30、所以耗尽层型优于分散型光敏二极管。散型光敏二极管。温度特性温度特性由于反向饱和电流对温度的剧烈依赖由于反向饱和电流对温度的剧烈依赖性，光敏二极管的暗电流对温度的变化性，光敏二极管的暗电流对温度的变化非常敏感。非常敏感。肖特基结光敏二极管：肖特基结光敏二极管： 光敏面小，势垒电容小，呼应快，但工艺困难。光敏面小，势垒电容小，呼应快，但工艺困难。分散层分散层PNPN结光敏二极管：结光敏二极管： 耗尽层厚度小于结的任一边的分散长度，任务区是结两边的耗尽层厚度小于结的任一边的分散长度，任务区是结两边的分散区，光电流主要由分散流引起。分散区，光电流主要由分散流引起。耗尽层型耗尽层型PNPN结光敏二极管：

31、结光敏二极管： 耗尽层厚度大于结的任一边的分散长度，光电转换主要在耗耗尽层厚度大于结的任一边的分散长度，光电转换主要在耗尽层内，光电流主要由漂移电流引起的，有很高的频率呼应。尽层内，光电流主要由漂移电流引起的，有很高的频率呼应。PINPIN管管 它的构造特点是，在它的构造特点是，在P P型半导体和型半导体和N N型半导体之间夹着一型半导体之间夹着一层相对很厚的本征半导体。这样，层相对很厚的本征半导体。这样，PNPN结的内电场就根本结的内电场就根本上选集中于上选集中于I I层中，从而使层中，从而使PNPN结双电层的间距加宽，结电容结双电层的间距加宽，结电容变小。变小。 这种管子最大的特点是频带宽

32、，可达这种管子最大的特点是频带宽，可达10GHz10GHz。 另一个特点是，线性输出范围宽。另一个特点是，线性输出范围宽。 所缺乏的是，所缺乏的是，I I层电阻很大，管子的输出电流小，普通层电阻很大，管子的输出电流小，普通多为零点几微安至数微安。目前有将多为零点几微安至数微安。目前有将PINPIN管与前置运算放大器管与前置运算放大器集成在同一硅片上并封装于一个管壳内的商品出卖。集成在同一硅片上并封装于一个管壳内的商品出卖。雪崩光电二极管雪崩光电二极管 雪崩光电二极管是利用雪崩光电二极管是利用PNPN结在高反向电压下产生的雪崩效结在高反向电压下产生的雪崩效应来任务的一种二极管。应来任务的一种二极

33、管。 特点：任务电压很高，约特点：任务电压很高，约100100200V200V，接近于反向，接近于反向击穿电压。击穿电压。 有很高的内增益，可到达几百。有很高的内增益，可到达几百。 呼应速度特别快，带宽可达呼应速度特别快，带宽可达100GHz100GHz，是目前呼应，是目前呼应速度最快的一种光电二极管。速度最快的一种光电二极管。 缺陷：噪声大。缺陷：噪声大。 特点：光电晶体管的灵敏度比光电二极管高，输出电特点：光电晶体管的灵敏度比光电二极管高，输出电流也比光电二极管大，多为毫安级。流也比光电二极管大，多为毫安级。 缺陷：它的光电特性不如光电二极管好，在较强的光缺陷：它的光电特性不如光电二极管好

34、，在较强的光照下，光电流与照度不成线性关系。所以光敏三极管多用照下，光电流与照度不成线性关系。所以光敏三极管多用来作光电开关元件或光电逻辑元件。来作光电开关元件或光电逻辑元件。 利用集成电路技术使两个至几百个光电二极管或光电池排利用集成电路技术使两个至几百个光电二极管或光电池排成一行，集成在一块集成电路片子上，即成为阵列式的一维光成一行，集成在一块集成电路片子上，即成为阵列式的一维光电器件，也可以使光电二极管或光电池制成象限式的二维光电电器件，也可以使光电二极管或光电池制成象限式的二维光电器件。器件。 这两种器件中，衬底是共用的，而各光敏元都是独立的，这两种器件中，衬底是共用的，而各光敏元都是

35、独立的，分别有各自的前极引出线。分别有各自的前极引出线。 就目前的运用看，两个并列的光电二极管或光电池，可用就目前的运用看，两个并列的光电二极管或光电池，可用来区分光点挪动的方向。来区分光点挪动的方向。 2 24 4个并列的光敏元，可用来搜集光点挪动的相位信息。个并列的光敏元，可用来搜集光点挪动的相位信息。 几十个至几百个或更多并列的光敏元，可用来摄取光学图几十个至几百个或更多并列的光敏元，可用来摄取光学图象或用作空间频谱分析。象或用作空间频谱分析。 象限式光电器件可用来确定光点在二维平面上的位置坐标。象限式光电器件可用来确定光点在二维平面上的位置坐标。多用于准直、定位、跟踪或频谱分析等方面。

36、多用于准直、定位、跟踪或频谱分析等方面。 这种器件的特点是，光敏元件密集度大，这种器件的特点是，光敏元件密集度大，总尺寸小，容易作到各单元多数一致，便于总尺寸小，容易作到各单元多数一致，便于信号处置。信号处置。一、接受光信号的方式一、接受光信号的方式光信号的有无：被测对象呵斥投射到光电器件上光信号的有无：被测对象呵斥投射到光电器件上的光信号截断或经过。如光电开关、光电报警等。的光信号截断或经过。如光电开关、光电报警等。这光阴电器件不思索线性，而要思索灵敏度。这光阴电器件不思索线性，而要思索灵敏度。光信号的色度差别：当被测对象本身光辐射的色温光信号的色度差别：当被测对象本身光辐射的色温存在差别或外表颜色变化时，必需选择适宜的光谱特存在差别或外表颜色变化时，必需选择适宜的光谱特性的光电器件。性的光电器件。光信号的幅度大小：当被测对象因对光的反射率、光信号的幅度大小：当被测对象因对光的反射率、透过率或是被测对象本身光辐射的强度变化，此光阴透过率或是被测对象本身光辐射的强度变化，此光阴信号幅度大小亦改动。为准