光电检测系统的基本工作原理

光电检测系统的根本工作原理。光电检测系统是指对待测光学量或由非光学待测物理量转换成的光学量，通过光电变换和电路处理的方法进展检测的系统。光电检测系统的根本组成及各部份的主要作用。光电检测系统的组成：三要素：检测对象、光、光电变换。能否使光束准确地携带所要检测量的信息，是打算所设计系统成败的关键光电检测技术的现代进展1〕非接触化进展2〕尽可能多的信息量3〕集成化，智能化进展光电检测方法 〔1〕.光信息携带的物理量可分为：光强型、频率型、相位型、脉冲型、偏振型、位置型等〔2〕.所用的光学现象分为：衍射法、干预法、全息法、散射法、光谱法、莫尔条纹法、光扫描法等〔3〕从检测系统角度分为：直接作用法、差动法〔差分法〕、补偿法光辐射所带的信息如光强分布、时间、光谱能量分布、温度分布等由光电探测器转变成电信号测量出来系统误差在检测过程中产生恒定不变的误差叫恒差或按确定规律变化的误差叫变差，统称为系统误差＜系统误差产生的缘由有工具误差、装置误差、方法误差、外界误差和人身误差等随机误差在尽力消退并改正了一切明显的系统误差之后，对同一待测量进展反复屡次的等精度测量，每次测量的结果都不会完全一样，而呈现岀无规章的随机变化，这种误差称为随机误差。灵敏度系统在稳态下输岀量变化引起此变化的输入量变化的比值算术平均值：算术平均值：X=—”Xn=0.8416Nn土1N均方差或标准误差0.0025丨1N-2■? (xnx)2-：:N-1n/？算术平均值的标准偏差x-s--0.00095■v”NOCT

a=—^==000067V2NJJ

；x=k；xD=^x/xX100%D大误差测值岀现的处理主要方法是：〔1〕认真检查有无瞬时系统误差产生，准时觉察并处理。⑵增加检测的次数，以减小大误差测值对检测结果的影响。〔3〕利用令人信服的判据，对检测数据进展判定后，将不合理数据赐予剔除辐射度量〔Radiometry〕：能量的分布的强弱、时间、空间等特性辐射能本身的客观度量，是纯粹的物理量。光度量〔Photometry〕:考虑到人眼的主观感受，包括生理学、心理学在内1〕辐射能〔Q〕:简称辐能，描述以辐射的形式放射、传输或接收的能量，单位焦耳

〔J〕例：地球外表垂直阳光方向上，每平方米面积上每分钟太阳辐射能辐射密度〔w〕：定义为单位体积元内的辐射能，即

48000J。辐射通量或者辐射功率〔①,P〕:定义为以辐射的形式发射、传输或接收的功率，用以描述辐能的时间特性。2“：/2在半球内放射的总通量 P为 PUds。川。cos： sinPLdsM P =-Lds依据岀射度的定义得dsw -w -dQdv严dt辐射强度〔I〕:定义为在给定传输方向上的单位立体角内光源发岀的辐射通量，即辐射强度描述了光源辐射的方向特性，且对点光源的辐射强度描述具有更重要的意义大多数光源向空间各方向的辐射强度是不均匀的。辐射强度描述了光源在空间某个方向上放射辐射通量的大小和分布。辐亮度〔L〕:定义为光源在垂直其辐射传输方向上单位外表积单位立体角内发出的辐射通量，即二, d2① L二dOdAcos日dAcos日

M dA些辐射亮度与辐射强度有何区分前者描述面光源，后者描述点光源。辐射出射度〔M〕:定义为离开光源外表单位面元的辐射通量，即辐照度〔E〕:定义为单位面元被照辐照度和辐射出射度具有一样的定义方程和单位，但却分别用来描述微面元放射和接收辐射通量的特性假设一个外表元能反射入射到其外表的全部辐射通量，那么该面元可看作是一个辐射源外表，即其辐射岀射度在数值上等于照耀辐照度K,其定义为目视引起刺激的光通量与光源发出的辐射通量之比，单位为Im/W。它度量了同样的辐射功率下人眼的不同亮度感觉。K VC)G()d，m0 e KVdQQ 二 md〔■〕■照度和亮度的区分 不要把照度跟亮度的概念混淆起来。它们是两个完全不同的物理量。照度表征受照面的明暗程度，照度与光源至被照面的距离的平方成反比。亮度是表征任何形式的光源或被照耀物体外表是面光源时的发光特性。 假设光源与观看者眼睛之间没有光吸取现象存在，那么亮度值与二者间距离无关辐射度学和光度学 区分：1.适用范围辐射度学适用于整个电磁波谱。光度学适用于可见光波段。性质不同辐射度学量是客观物理参量。光度学量生理量，由人眼感觉确定联系：1.都是描述光辐射的强弱。 2.所用物理符号一一对应

2.参量.朗伯余弦定律朗伯体反射或放射辐射的空间分布可表为

d

。依据朗伯辐丨余弦成正比一一朗伯余弦定律。

Icos^丨日I0cos即

Io |日=dAco”^ 即在抱负状况下，朗伯体d- sn罕2.朗伯体辐射岀射度与辐亮度的关系图 2-9，极坐标对应球面上微面元dA的立体角为:dSLdA上的辐射通量为2.3光电检测器件的特性参量〔上〕利用光电效应，把入射到物体外表的辐射能变换成可测量的电量〔下〕利用热电效应，反映入射光辐射量

dLeos：sin：dsdd二外光电敕应X

广4L

真空光电管“充气光电管A+1l有敢大作用光电倍増管屮［光电

「光电也光磁电效 无畝大作用 光电二极管“L孜光电二极管-光辐 光电响应<射探

「光电三极管a光电场散应管光电开关管」J4测器 I光导型

「本征光导探测器

41I朵质p测辐射热计心热电偶屮热电堆“热释电探测器心气动光导探测器一高莱探测器*

光导探测器 ——N型/P型光导探测器2-1U常见光辐射探测器的分粪光磁电效应与霍尔效应 光磁电效应中在磁场作用下移动的是电子空穴对，而霍尔效应中移动的是自由电子。2〕针对材料不同，一个是半导体材料，一个是导体材料。形也不一样，一个需要光照，一个不需要

3〕使用情响应度定义为单位辐射度量产生的电信号量， 记作R，电信号可以是电流，称为电流响应度；也可以是电压，称为电压响应度。对应不同辐射度量的响应度用下标来表示〔AW-1〕R-I/-\>对辐照度的电流响应度〔AW-1m2〕R =I/EE〔AW-1m2Sr〕RLI/L探测器的响应度一般是波长的函数。与上面定义的积分响应度对应的光谱响应度为R()- IL L(”)积分响应度和光谱响应度的关系为a〕d

RLd”LL—I 甩扎〕—I —1

” 九

,R ---------------------------------R：C

— ，：d-

L .L()d-

：，〔

1〕二〕

q_he1239.8对于光电探测器，由于受到材料能带之间的间隙波限，最大响应波长为

1.24/Eg

禁带宽度Eg的限制，响应波长具有长内光电效应max

1.24/(E E)gAg

外光电效应任何虚假的和不需要的信号称为噪声。噪声总是伴随着测量信号存在测量过程是一个去除噪声、复原真实信号的过程争论噪声的目的：探讨系统探测信息的极限，以及在系统设计中如何抑制噪声以提高探测本领。1^12-12 探测誥的藤率响应特性噪声的分类及性质

：人为干扰噪声的和自然干扰噪声。人为干扰：电器、电子设备的干扰噪声。如焦距测量仪在日光灯下，人的走动对干预仪的光程影响。自然干扰：大气和宇宙间的干扰，雷电、太阳等。如光电导盲器在太阳下受的干扰。可承受适当的屏蔽、滤波等方法减小或者消退。内部噪声：人为噪声和固有噪声两类。人为噪声：工频干扰和寄生反响造成的自激干扰。如工频沟通电〔光路变化。合理的设计和调整将其消退或者减小到允许范围。

50Hz〕、测试仪器的散热风扇引起的固有噪声：光电探测器中光子和带电粒子不规章运动造成的。散粒噪声、热噪声、产生噪声、温度噪声，不行消退

-复合噪声、 1/f另一种是增加信号的积分时间，缩小测量系统的频带。信号电流与噪声电流的均方根值之比一一信噪比，作为表征探测系统探测力气和精度的一个格外重要的SNR

—K—SNR=L\l NkT

I2.I2N k噪声等效功率是探测器产生与其噪声均方根电压相等的信号所需入射到探测器的辐射功率，即信噪比等于NEPD来表示探测器的探测力气

二SNRR1时所需要的最小输入光信号的功率NEP1时所需要的最小输入光信号的功率NEP3依据发光机理，光源又可以分成热辐射光源、气体发光光源、固体发光光源和激光器四种。热辐射光源：电流流经导电物体，使之在高温下辐射光能的光源。包括白炽灯和卤钨灯两种。气体发光光源：电流流经气体或金属蒸气，使之产生气体放电而发光的光源。气体放电有弧光放电和辉光放电两种。固体发光光源：电场作用下，使固体物质发光的光源，电能直接转变为光能。包括场致发光光源和发光二极管〔LED〕两种。激光器：按工作物质分类，可分为气体激光器、固体激光器、燃料激光器和半导体激光器和Y

〔气休激比器半导体激光器I等离子激光器非相F光源

I傲性光学器件严 太阳白・也灯全溝射体〔黑体｝〔体曾器场技发光显示器＜信息处理用光源「发光二极管〔LED〕超辐射低相干光源 发光二极管L摻杂光纾超啖光宽帯光源1光源的分类一般的光电检测系统都要求光源特性满足检测需要，光源发光光谱与探测器的光谱响应要匹配光源选的根本要求主要包括哪三个方面2.对光源发光强度的要求3.对光源稳定性的要求人工光源依据其工作原理大致分为热光源、气体放电光源、固体光源和激光光源1.发光特性〔光谱分布、岀射度、亮度〕可以用普朗克公式估算。2.电量把握发光特性。

发岀连续光谱，谱宽很宽，适应性强 3.大多属于电热型，可以通过把握输入作用：1.一般光电检测的光源〔白光干预〕光〔辐射〕度量中做标准光源或标准辐射源，计量标准传递。激光方向性好、高单色性和高亮度三个重要特性特点：微小的光束发散角 激光的单色性好；激光的输岀功率密度很高激光器种类繁多，按工作物质分类：固体激光器〔如红宝石激光器〕气体激光器〔如氦二氧化碳激光器〕半导体激光器〔如砷化镓激光器〕液体激光器。气体激光器 氦氖激光器要输出波长有0.6328卩m、1.15卩m和339卩m，

-氖气体激光器、

0.5145m0.4880m两条谱线

9〜11gm10.6m694.3nm1.06mYAG1064nmQ,锁模等，可以获得高平均功率，高重复率，高脉冲能量，顶峰值功率激光；主要在红外波段工作，承受光学泵浦方式；构造紧凑，寿命较长，稳定牢靠；ND：YAG，红宝石，钕玻璃激光器半导体激光器0.84m激光器除可作为检测光源外•还有着广泛的应用，其它主要用途有： 〔1〕激光用作热源。激光光束细小，且带着巨大的功率，如用透镜聚焦，可将能量集中到微小的面积亡•产生巨大的热量。可应用于打细小孔、切割等工作；在医疗上做手术刀；大功率的激光武器等。 〔2〕激光测距。激光作为测距光源？由于方向性好、功率大?可测很远的距离，且精度很高。 ⑶激光通讯。⑷受控核聚空中的应用。点火打算光电探测器的工作原理是将光辐射的作用视为所含光子与物质内部电子的直接作用。也就是物质内子在光子作用下，产生激发而使物质的电学特性发生变化。这种变化主要有以下三类

电外光电效应〔光电管与光电倍增管〕内光电效应〔光敏电阻〕光生伏特效应〔光电 池，光电二极管，光电三极管〕光热效应：材料受光照耀后，光子能量与晶格相互作用，振动加剧，温度上升，材料的性质发生变化.热释电效应：介质的极化强度随温度变化而变化，引起介质外表电荷变化的现象.辐射热计效应：入射光的照耀使材料由于受热而造成电阻率变化的现象.温差电效应：由两种材料制成的结点岀现稳差而在两结点间产生电动势，回路中产生电流.〔热敏电阻，热电偶和热释电探测器〕光电倍增管 原理：当入射光很微弱时，一般光电管产生的光电流很小，只有零点几 卩A，不易探测一一常用光电倍增管。光电倍增管的工作原理建立在光电放射和二次放射的根底上，获得大的光电流。构造：光电倍增管由阴极、倍增极〔次阴极〕和阳极组成，这些电极被封装在真空的玻璃管中。〔1〕闪耀光子作用在光阴极上时 由于光电效应可产生出电子。 〔2〕电子倍增是通过一系列倍增极

〔3〕从阳极上得到的电子流与入射到光电倍增管光阴极上的闪耀光强度成正比二次放射极简称二次极，有时又叫做打拿极。二次放射极的主要材料有锑铯镁〔AgMg〕合金、磷化镓〔GaP〕和磷砷化镓等。打拿极的重要参数是二次放射系数

〔CsSb〕、氧化铍〔BeO〕、银5:§=2他n2n2分别是输入二次放射体的一次电子数和二次电子放射系数与材料本身特性、一次电子的动能或极间电压的大小有关。光电倍增管的主要特性 光电倍增管的光谱特性主要由光阴极和玻壳材料的特性来确定。 影响光电倍增管光谱特性的还有一些其它因素，如温度、受照点位置和磁场等。〕阳极阳极又称收集极。光电流经过各二次放射极倍增后，由阳极收集并形成信号电流输岀，阳极是管内电压最高的地方。当最终一个二次极发岀的电子飞到阳极上后，阳极也会产生二次电子放射，这将破坏稳定的输岀。怎么办？1选择放射系数小的材料2外面加上收集栅网〔栅网电位与阳极一样，阳极放射的二次电子将有栅网收集，相当于又回到了阳极 〕灵敏度 光电器件灵敏度的定义有很多种，而对光电倍增管常用阳极灵敏度来表征这一特性。定义阳极光谱灵敏度Sa〔入〕为 Sa〔”〕=Ia〔”〕/「〔’〕式中，单色光通量为①〔入〕Ia线性度在高精度的光电检测中，要求光电探测器的光特性具有良好的线性度，且线性范围尽可能宽。光特性是指倍增管输岀信号电流随输入光通量变化的曲线， 即1=f〔①〕。一般认为产生光特性非线性的缘由主要有两个：一是内部的非线性源，它们包括光阴极的电阻率及材料特性、管内空间电荷间的相互作用，以及电子聚焦或收集效率的变化等。另一方面是外部非线性源，其中包括负载电阻的负反响作用，以及由于信号电流过大造成极间电位的重分布等入射通量①增加输表4la参数(4)最大额定值

光电倍增管是极其灵敏的微信号光电探测器，为正确使用应了解各参量的最大额定值。①Icm,有时给出最大电流密度(A/cm2)。工作时不应超过额定值。有时阴极电流

最大阴极电lcIcm，但入射光点很小，也会因电流密度过大而引起局部损坏。这时应按电流密度的额定值来限制输入。②最大阳极电流lam,该值通常是以不产生严峻的和不行逆的损坏为限，lam不是指使用时的线性限，有的厂家还给出这时的非线性度，如

通常阳极功率限制在0.5w以10%等。③最大额定电压Um,该指标是从管子的绝缘性能和工作牢靠性岀发给岀的。为使噪声不至太大，一般建议承受的总电压Uv(60—80)%Um光电倍增管的不稳定性 由于光谱响应随时间缓慢地不行逆地变化②在几分钟或几小时内，由于可逆的疲乏所构成的漂移③滞后作用造成阳极输出的不稳定光电倍增管中的噪声源主要来自光阴极和二次极的热放射。入射光辐射本身亦带来噪声。由光电阴极和K个二次放射极组成的光电倍增管中.综合在阳极输出时的噪声电流用均方根值表示为111f1 11

1 21 1 施

①管子致冷可削减

IC0值；』21+—

1•n

22=G(2qIQf厂③选用$较高的材料做二次放射极，并提高工作电压；

④减小检测系统频带宽度？f,以提高信噪比光电导器件是利用内光电效应制成的光子型探测器， 其材料大都是半导体。在入射光的的作用下，激发岀附加的自由电子或自由空穴，这些附加的载流子叫做光生载流子，由于光照增加了自由载流子，使电导率发生变化，这种现象叫做光电导效应光敏器件的光特性是表征光照下光敏器件的输岀量，如电阻、电压或电流等量与入射辐射之间的关系光敏器件的灵敏度灵敏度又称响应度。它表示器件将光辐射能转换为电能的力气。具体定义为：器件产生的输岀电信号与引起该信号的输入光辐射通量之比。输岀电信号由器件及偏置电路的特性打算，既可以是电流，也可以是电压，如电流表示的光灵敏度光敏电阻按半导体材料的不同可分为本征型和杂质型两种,检测，杂质型常用于红外波段至远红外波段光辐射的检测

本征型半导体光敏电阻常用于可见光长波段本征型光敏电阻：本征型光敏电阻：当入射光子的能量等于或大于半导体材料的禁带宽度Eg时，激发一个电子-空穴对，在外电场的作用下，形成光电流杂质型光敏电阻： 对于N型半导体，当入射光子的能量等于或大于杂质电离能 4E时，将施主能级上的电子激发到导带而成为导电电子，在外电场的作用下，形成光电流本征型用于可见光长波段，杂质型用于红外波段。咒电并材料咒电并材料WSlrV)2.45光血应范BUTa4sa68-0.750.50-3.00.51.5-0.5S範此需%W(PbS)询址铅{PhTr}L740.400.310,251.120,66O.«-4.5a62m2.022(X70-5,3045-1.1B0551,8禅比舗卩朋hi0.16033aPW.fi-7.01.0-4.04.i：!aS3L54.5光敏电阻工作性能特点光谱响应范围相当宽。可见光、红外、远红外、紫外区域工作电流大，可达数毫安。灵敏度高，光电增益可以大于无选择极性之分，使用便利

所测光电强度范围宽，既可测弱光，也可测强光1缺点：强光下光电线性度较差，弛豫时间过长，频率特性差。CdS光敏电阻：峰值响应波长 0.52um可见光波段最灵敏的光敏电阻PbS光敏电阻：响应波长在近红外波段缺点主要是响应时间太长锑化铟(InSb)光敏电阻：长波限7.5um碲镉汞HgCdTe系列光敏电阻可实现1-3um,3-5um,8-14um碲锡铅(PbSnTe主要用在8-10um波段探测PN结与光伏效应(PhotoVoltageEffect)当P型半导体和N型半导体直接接触时，P区中的多数载流子一空穴向空穴密度低的N区集中，同时N区中的多数载流子一电子向P区集中。这一集中运动在 P区界面四周积存了负电荷，而在 N区界面四周积存了正电荷，正负电荷在两界面间形成内电场。在该电场逐步形成和增加的同时，在它的作用下产生载流子的漂移运动。随着集中运动的进展和界面间内电场的增高，促使漂移运动加强。这一伴生的对立运动在一定温度条件下确定时间后到达动态平衡当有外界光辐射照耀在结区及其四周时•只要入射光子的能量 £=hu大于半导体的禁带宽度Eg，就可能产生本征激发，激发产生电子中的光生电子，因受P-N结的阻挡作用而不能通过结区，结区中产生的电子

一空穴对。P区中的光生空穴和N区一空穴对在内电场作用下，电NPP区中的光生电子和N区中的空穴如能集中到结区，

并在内电场作用下通过结区，这样在P区中积存了过量的空穴•在N区中积存了过量的电子，从而形成一个附加的电场，方向与内电场相反，如图4-44(a)所示。该附加电场对外电路来说将产生由接外电路时，将有光生电流通过，这就是光伏效应

PN方向的电动势。当联光伏效应器件的伏安特性

If:」二

Is(eU/kT -1)-I：； .曲线族与电压轴的交点.即 I=0，表示光电池外电路开路的状况曲线族与电流轴的交点.即Uoc=0，表示光电池外电路短路的状况。

UoJln(^1)qIsIs4IsI1Id…I

quI〔e••〔〕-1尬Is

开路电压光伏效应光电池 曲线族与电流轴的交点，及U=0I=-1.:,短路电流与光电流大小相等线性 非线性第一象限是正偏压状态，iD原来就很大，所以光电流不起主要作用，在这一区域工作没有意义。第三象限是反偏压状态，这时，它是一般二极管中的反向饱和电流，现在称为暗电流〔对P=0〕，数值很小，这时的光电流〔等于i—is〕是通过探测器的主要电流由于这种状况外回路特性与光电导探测器格外相像， 所以反偏压下的工作方式称为光导模式， 相应的探测器称为光电二极管在第四象限中，外偏压为零时，流过探测器的电流仍为光电流，这时探测器的输岀是通过负载电阻RL上的电流来表达的，因此称为光伏工作模式。相应的探测器称为光电池光电池分类用途太阳能光电池：用作电源〔效率高，本钱低〕测量用光电池：探测器件〔线性、灵敏度高等

RL上材料硅光电池：光谱响应宽，频率特性好，转换效率高，寿命长，适于承受红外光硒光电池：转换效率低〔0.02%〕、寿命短，适于接收可见光〔0.56m〕，波谱峰值位于人眼视觉内〔用于器、测量仪表〕.砷化镓光电池：转换效率比硅光电池稍高，光谱响应特性则与太阳光谱最吻合。且工作温度最高，更耐受宇宙射线的辐射。因此，它在宇宙飞船、卫星、太空探测器等电源方面的应用是有进展前途的。薄膜光电池：CdS增加抗辐射力气紫光电池：PN结格外薄：0.2-0.3m,短波峰值600nm光电池的特性〔1〕、伏安特性无光照时，光电池伏安特性曲线与一般半导体二极管一样。有光照时，沿电流轴方向平移，平移幅度与光照度成正比。

VOC，与电流轴交点称为短路电流

ISC〔要得到短的响应时间，必需选用小的负载电阻

RL;光电池面积越大则响应时间越大，由于光电池面积越大则结电容越大，故要求短的响应时间，必需选用小面积光电池〕

Cj越大，在给定负载时，时间常数就2时间和频率响应广泛的光电池

硅光电池频率特性好〔动态响应快〕。硒光电池频率特性差 硅光电池是目前使用最〔3〕、温度特性随着温度的上升，硅光电池的光谱响应向长波方向移动，开路电压下降，短路电流上升。光电池做探测器件时，测量仪器应考虑温度的漂移，要进展补偿4〕、光谱响应度硅光电池响应波长0.4-1.1微米，〔红-红外〕0.8-0.9微米。〔近红外〕硒光电池响应波长0.34-0.75微米，〔紫-红〕0.54微米。〔绿〕可见光太阳能特点：①无枯竭危急；②确定干净；③不受资源分布地域的限制；④可在用电处就近发电；⑤能源质量高；⑥使用者从感情上简洁承受；⑦猎取能源花费的时间短。要使太阳能发电真正到达有用水平，一是要提高太阳能光电变换效率并降低本钱；二是要实现太阳能发电同现在的电网联网。、利用PN结光伏效应的另一种重要光电器件是光电二极管。 PN结工作在反向偏置的条件下，工作原4吃常用光电导材料的参数理与晶体三极管类似，P型区相当于基极区，N型区相当于集电极区，由光照下产生的光生载流子引起N区电流的变化，由于反向偏置， PN结应具有较高的反向耐压性质。光电二极管与一般二极管一样有一个 PN结，属于单向导电性的非线形元件。外形不同之处是在光电二

PN结装在管顶，可直承受到光照耀，实现光电转换。

PN结面积比一般二极管大得多，以集中层作为它的受光面。为了提高光电转换力气，PN结的深度较一般二极管浅。光敏二极管符号如图光电二极管和光电池一样，其根本构造也是一个PN结。它和光电池相比，重要的不同点是结面积小，因此它的频率特性特别好。光生电势与光电池相同，但输出电流普遍比光电池小，一般为几按材料分，光电二极管有硅、砷化镓、锑化铟光电二极管等很多种。

AgA。按构造分，有同质结与异质结之分。其中最典型的是同质结硅光电二极管。国产硅光电二极管按衬底材料的导电类型不同，分为2CU2DU两种系列。2CUN-Si为衬底，2DUP-Si为衬底。2CU系列的光电二极管只有两条引线，而2DU系列光电二极管有三条引线光电二极管的主要特性②光电二极管的光谱特性 该特性通常是由材料来打算。锗光电二极管的光谱范围约为 0.4-1.8光电二极管的主要特性141.5um;硅光电二极管的光谱范围约为③光电二极管的伏安特性。实际与抱负状况略有出入，曲线略向上偏。

um0.8-0.9um。④光电二极管的频率特性器件中影响频率响应速度的主要因素是：结电容和杂散电容的影响；在

PN结外产生的

PN结内的光生载流子形成时间差的影响。⑤光电二极管的温度特性在外加电压为50V，入射照度不变的条件下，光电流随工作温度⑥ 光电二极管的暗电流当无入射光照耀时，硅、锗两光电二极管的暗电流

T的变化曲线I①=0随温度变化的关系光电二极管与光电池的特性比较根本构造一样，由一个光电二极管的光敏面小,

PN结；结面积小，频率特性好，虽然光生电动势一样 ,但光电流普遍比光电池小，为数微安。2.3. 掺杂浓度：光电池约为 1016-1019/cm3，硅光电二极管1012-1013/cm3，4.电阻率：光电池0.1-0.01Q/cm，光电二极管1000Q/cm。光电池零偏压下工作，光电二极管反偏压下工作。雪崩光电二极管 工作原理是在PN结上施加高反向偏压，使其接近击穿电压。在雪崩光电二极管的使用中留意两个问题：①雪崩过程伴有确定噪声；②局部击穿问题。基于以上两个问题，工作偏压选择必需适当。偏压太小，雪崩增加作用不明显，增益不大；而偏压过高，则噪声增大，甚至击穿烧毁雪崩光电二极管具有电流增益大，种光敏二极管。

灵敏度高，频率响应快，带宽可达100GHz。是目前响应最快的一不需要后续浩大的放大电路等特点。因此它在微弱辐射信号的探测方向被广泛地应用。在设计雪崩光敏二极管时，要保证载流子在整个光敏区的均匀倍增，这就需要选择无缺陷的材料，必需保持更高的工艺和保证结面的平坦。其缺点是工艺要求高，稳定性差，受温度影响大雪崩光电二极管与光电倍增管比较倍增管的暗电流大，相应的噪声也较大

体积小构造紧凑工作电压低使用便利但其暗电流比光电故光电倍增管更适宜于弱光探测的非线性所致在大照度时，光敏三极管不能作线性转换元件，但可以作开关元件使用。管不能作线性转换元件，但可以作开关元件使用。光电三极管与光电二极管相比，具有较高的输出光电流，但线性差光敏三极管主要特性频率特性〔升降〕

伏安特性〔升平〕光敏三极管光谱特性

〔升〕〔sin〕

光敏三极管的〔调制〕CCD〔C