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半導(dǎo)體光電探測(cè)器基本工作機(jī)理

更新時(shí)間:2022-12-08點(diǎn)擊次數(shù):1802
   半導(dǎo)體光電探測(cè)器是一種受光器件,具有光電變換功能。在光通信系統(tǒng)中對(duì)于將光轉(zhuǎn)變成電起著重要作用,這主要是基于半導(dǎo)體材料的光生伏te效應(yīng),所謂的光生伏te效應(yīng)是指光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬結(jié)合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。
  
  光電子系統(tǒng)的組成:
  現(xiàn)代光電子系統(tǒng)非常復(fù)雜,但它的基本組成可用待傳送信號(hào)經(jīng)過(guò)編碼器編碼后加到調(diào)制器上去調(diào)制光源發(fā)出的光,被調(diào)制后的光由發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)發(fā)送出去.發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)又稱(chēng)為發(fā)射天線(xiàn),因?yàn)楣獠ㄊ且环N電磁波,發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)所起的作用和無(wú)線(xiàn)電發(fā)射天線(xiàn)所起的作用相同,發(fā)送出去的光信號(hào)經(jīng)過(guò)傳輸介質(zhì),如大氣等,到達(dá)接收端.由接收光學(xué)系統(tǒng)或接收天線(xiàn)將光聚焦到光電探測(cè)器上,光電過(guò)長(zhǎng)距離傳輸后會(huì)衰減,使接收到的信號(hào)一般很弱,因此需要用前置放大器將其放大,然后進(jìn)行解碼,還原成發(fā)送端原始的待傳送信號(hào),最后由終端顯示器顯示出來(lái)。
  
  它主要是通過(guò)電陰值的變化來(lái)檢測(cè),以下我將以光敏電阻為例介紹其工作原理。光敏電阻又稱(chēng)光導(dǎo)管,它沒(méi)有極性,純粹是一個(gè)電阻器件,使用時(shí)既可加直流電壓,也可以加交流電壓。無(wú)光照時(shí),光敏電阻值(暗電阻)很大,電路中電流(暗電流)很小。當(dāng)光敏電阻受到一定波長(zhǎng)范圍的光照時(shí),它的阻值(亮電阻)急劇減少,電路中電流迅速增大。一般希望暗電阻越大越好,亮電阻越小越好,此時(shí)光敏電阻的靈敏度高。實(shí)際光敏電阻的暗電阻值一般在兆歐級(jí),亮電阻在幾千歐以下。
  
  半導(dǎo)體光電探測(cè)器基本工作機(jī)理包括三個(gè)過(guò)程:
  1、光生載流子在光照下產(chǎn)生;
  2、載流子擴(kuò)散或漂移形成電流;
  3、光電流在放大電路中放大并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。當(dāng)探測(cè)器表面有光照射時(shí),如果材料禁帶寬度小于入射光光子的能量即<hv,則價(jià)帶電子可以躍遷到導(dǎo)帶形成光電流。
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