光電導(dǎo)器件課件

第二部分光電探測器第2章光電導(dǎo)器件第3章光生伏特器件第4章光電發(fā)射器件第二部分光電探測器第2章光電導(dǎo)器件1知識回顧提問：什么是半導(dǎo)體光電效應(yīng)？半導(dǎo)體材料吸收光子能量，輸出電信號的現(xiàn)象。知識回顧提問：什么是半導(dǎo)體光電效應(yīng)？半導(dǎo)體材料吸收光2提問：半導(dǎo)體光電效應(yīng)的分類？光電效應(yīng)知識回顧外光電（光電發(fā)射）效應(yīng)發(fā)射體外自由電子，增加光電流內(nèi)光電效應(yīng)光電導(dǎo)效應(yīng)增加體內(nèi)自由電子，增大電導(dǎo)率光生伏特效應(yīng)增加結(jié)內(nèi)自由電子濃度，產(chǎn)生光生電壓光電發(fā)射器件光電導(dǎo)器件光生伏特器件提問：半導(dǎo)體光電效應(yīng)的分類？光電效應(yīng)知識回顧外光電（光電發(fā)射3

第2章光電導(dǎo)器件——光敏電阻第2章光電導(dǎo)器件——光敏電4半導(dǎo)體光電導(dǎo)器件是利用半導(dǎo)體材料的光電導(dǎo)效應(yīng)制成的光電探測器。當(dāng)半導(dǎo)體材料受光照時，由于對光子的吸收引起載流子濃度的增大，因而導(dǎo)致材料電導(dǎo)率增大的現(xiàn)象，稱為光電導(dǎo)效應(yīng)。提問：什么是光電導(dǎo)效應(yīng)？一、光敏電阻的工作原理半導(dǎo)體光電導(dǎo)器件是利用半導(dǎo)體材料的光電導(dǎo)效應(yīng)制成的光5提問：發(fā)生光電導(dǎo)效應(yīng)的條件是什么？（1）本征吸收一、光敏電阻的工作原理電子能量導(dǎo)帶價帶禁帶提問：發(fā)生光電導(dǎo)效應(yīng)的條件是什么？（1）本征吸收一、光敏電阻6提問：發(fā)生光電導(dǎo)效應(yīng)的條件是什么？（2）雜質(zhì)吸收一、光敏電阻的工作原理電子能量導(dǎo)帶價帶施主能級提問：發(fā)生光電導(dǎo)效應(yīng)的條件是什么？（2）雜質(zhì)吸收一、光敏電阻7一、光敏電阻的工作原理在均質(zhì)的光電導(dǎo)體兩端加上電極后構(gòu)成光敏電阻，兩電極加上一定電壓后，當(dāng)光照射到光電導(dǎo)體上，由光照產(chǎn)生的光生載流子在外加電場作用下沿一定方向運(yùn)動，在電路中產(chǎn)生電流，達(dá)到光電轉(zhuǎn)換的目的。一、光敏電阻的工作原理在均質(zhì)的光電導(dǎo)體兩端加上8一、光敏電阻的工作原理一、光敏電阻的工作原理9一、光敏電阻的工作原理在均質(zhì)的光電導(dǎo)體兩端加上電極后構(gòu)成光敏電阻，兩電極加上一定電壓后，當(dāng)光照射到光電導(dǎo)體上，由光照產(chǎn)生的光生載流子在外加電場作用下沿一定方向運(yùn)動，在電路中產(chǎn)生電流，達(dá)到光電轉(zhuǎn)換的目的。一、光敏電阻的工作原理在均質(zhì)的光電導(dǎo)體兩端加上10一、光敏電阻的工作原理（1）本征型半導(dǎo)體光敏電阻（2）雜質(zhì)型半導(dǎo)體光敏電阻根據(jù)半導(dǎo)體材料的分類，光敏電阻有兩種類型結(jié)論：摻雜型光敏電阻對紅外波段較為敏感。一、光敏電阻的工作原理（1）本征型半導(dǎo)（2）雜質(zhì)型半導(dǎo)根據(jù)半11二、光敏電阻的基本結(jié)構(gòu)提問：光敏電阻的電導(dǎo)率與入射光輻射之間有怎樣的關(guān)系？（1）在微弱輻射作用下二、光敏電阻的基本結(jié)構(gòu)提問：光敏電阻的電導(dǎo)率與入射光輻射之間12二、光敏電阻的基本結(jié)構(gòu)提問：光敏電阻的電導(dǎo)率與入射光輻射之間有怎樣的關(guān)系？（2）在強(qiáng)輻射作用下結(jié)論：為了提高光敏電阻的光電導(dǎo)靈敏度，要盡可能地縮短光敏電阻兩電極間的距離。二、光敏電阻的基本結(jié)構(gòu)提問：光敏電阻的電導(dǎo)率與入射光輻射之間13二、光敏電阻的基本結(jié)構(gòu)提問：由以上結(jié)論，我們是否可認(rèn)為光敏電阻做得越小越好？

光敏電阻結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則：要盡可能地縮短光敏電阻兩電極間距l(xiāng)，同時要盡量增大光敏面的面積。二、光敏電阻的基本結(jié)構(gòu)提問：由以上結(jié)論，我們是否可認(rèn)為光敏電14二、光敏電阻的基本結(jié)構(gòu)

光敏電阻結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則：要盡可能地縮短光敏電阻兩電極間距l(xiāng)，同時要盡量增大光敏面的面積。二、光敏電阻的基本結(jié)構(gòu)光敏電阻結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則：要15三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變化的特性提問：光敏電阻的光電導(dǎo)與入射輻射間的關(guān)系？弱輻射

強(qiáng)輻射

？一般輻射

三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變16三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變化的特性

光敏電阻在黑暗的室溫條件下，由于熱激發(fā)產(chǎn)生的載流子使它具有的電導(dǎo)，稱為暗電導(dǎo)。暗電導(dǎo)值很小。

提問：光敏電阻的在明亮室溫下的總電導(dǎo)？亮電導(dǎo)其中，為暗電導(dǎo)；為亮電導(dǎo)；為光電導(dǎo)，單位為“西門子”，簡稱“西”，符號為S。三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變17三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變化的特性提問：將光敏電阻接入恒壓電路中，在由弱到強(qiáng)的單色輻射作用下，流過光敏電阻的電流、光敏電阻的阻值與入射照度有怎樣的關(guān)系？在恒定電壓的作用下，流過光敏電阻的亮電流為：

三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變18三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變化的特性在恒定電壓的作用下，流過光敏電阻的光電流為：

三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變19三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變化的特性在恒定電壓的作用下，流過光敏電阻的光電流為：

當(dāng)照度范圍為時，此時,光電流為三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變20三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變化的特性光敏電阻的光電阻阻值為作對數(shù)變換三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變21三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變化的特性當(dāng)照度在一定范圍時，γ保持不變γ值為對數(shù)坐標(biāo)下特性曲線的斜率。即

三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變22三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變化的特性γ值為:Rp1與Rp2分別是照度為E1和E2時光敏電阻的阻值。

三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變23三、光敏電阻的基本特性練習(xí)1：已知某光敏電阻在500lx的光照下阻值為550Ω，而在700lx的光照下的阻值為450Ω，試去求該光敏電阻在550lx光照下的阻值？（光照在500~700lx下γ值保持不變）三、光敏電阻的基本特性練習(xí)1：已知某光敏電阻在500lx的光24三、光敏電阻的基本特性2、伏安特性——在不同光照下加在光敏電阻兩端的電壓與流過光敏電阻電流的關(guān)系提問：若光照恒定，光敏電阻的伏安特性曲線如何？三、光敏電阻的基本特性2、伏安特性——在不同光照下加在光敏電25三、光敏電阻的基本特性2、伏安特性——在不同光照下加在光敏電阻兩端的電壓與流過光敏電阻電流的關(guān)系提問：在不同光照下，光敏電阻的伏安特性曲線如何？三、光敏電阻的基本特性2、伏安特性——在不同光照下加在光敏電26三、光敏電阻的基本特性練習(xí)2：設(shè)某只CdS光敏電阻的最大功耗為30mW，光電導(dǎo)靈敏度為,暗電導(dǎo)為0。試求當(dāng)光敏電阻上的偏置電壓為20V時的極限照度。三、光敏電阻的基本特性練習(xí)2：設(shè)某只CdS光敏電阻的最大功耗27三、光敏電阻的基本特性3、時間響應(yīng)——光敏電阻受光照時，載流子產(chǎn)生或消失需要的時間，也稱遲豫時間提問：如何來確定光敏電阻的響應(yīng)時間？設(shè)入射弱輻射滿足：光電流隨時間的變化規(guī)律三、光敏電阻的基本特性3、時間響應(yīng)——光敏電阻受光照時，載流28三、光敏電阻的基本特性3、時間響應(yīng)——光敏電阻受光照時，載流子產(chǎn)生或消失需要的時間，也稱遲豫時間提問：如何來確定光敏電阻的響應(yīng)時間？上升時間：光敏電阻光電流上升到穩(wěn)態(tài)值的63%所需要的時間。下降時間：在輻射停止后，光敏電阻的光電流下降到穩(wěn)態(tài)值的37%所需要的時間。三、光敏電阻的基本特性3、時間響應(yīng)——光敏電阻受光照時，載流29三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：什么是噪聲？直流信號值：

這種隨機(jī)的、瞬間的幅度不能預(yù)先知道的起伏，稱為噪聲。

三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：什么是噪聲？直流信號30三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：這種瞬時、隨機(jī)的起伏用什么量值表示？（1）直觀表示

0三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：這種瞬時、隨機(jī)的起伏31三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：這種瞬時、隨機(jī)的起伏用什么量值表示？（2）均方值表示

均方電流、均方電壓的物理意義：單位電阻上所產(chǎn)生的噪聲功率。

三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：這種瞬時、隨機(jī)的起伏32三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：這種瞬時、隨機(jī)的起伏用什么量值表示？當(dāng)光電探測器中存在多個彼此獨(dú)立、互不相關(guān)的噪聲源時，總噪聲功率為

三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：這種瞬時、隨機(jī)的起伏33三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：這種瞬時、隨機(jī)的起伏用什么量值表示？把噪聲這個隨機(jī)的時間函數(shù)進(jìn)行傅氏頻譜分析，得到噪聲功率隨頻率變化關(guān)系，稱為噪聲功率。

數(shù)值為頻率f的噪聲在單位電阻上所產(chǎn)生的功率

三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：這種瞬時、隨機(jī)的起伏34三、光敏電阻的基本特性信號輻射產(chǎn)生的噪聲噪聲光子噪聲

探測器放大器示波器背景目標(biāo)信號處理探測器噪聲

信號放大及處理電路噪聲

光電測量系統(tǒng)的噪聲分類：

背景輻射產(chǎn)生的噪聲熱噪聲散粒噪聲產(chǎn)生-復(fù)合噪聲溫度噪聲三、光敏電阻的基本特性信號輻射產(chǎn)生的噪聲噪聲光子噪聲35三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器中幾種噪聲的來源及表達(dá)？熱噪聲均方電流和熱噪聲均方電壓為：（1）熱噪聲——載流子熱運(yùn)動引起的電流電壓起伏k是玻爾茲曼常數(shù)；T是溫度（K）；為所取的通帶寬度（頻率范圍）。三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器中幾種噪聲36三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器中幾種噪聲的來源及表達(dá)？（2）散粒噪聲——猶如射出的散粒無規(guī)則地落在靶上所呈現(xiàn)的起伏，每一瞬間到達(dá)靶上的值有多有少，這些散粒是完全獨(dú)立的事件。這種隨機(jī)起伏所形成的噪聲稱為散粒噪聲散粒噪聲的表達(dá)式為三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器中幾種噪聲37三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器中幾種噪聲的來源及表達(dá)？（3）產(chǎn)生-復(fù)合噪聲——在半導(dǎo)體中，在一定溫度或一定光照下，載流子不斷地產(chǎn)生-復(fù)合。在平衡狀態(tài)時，載流子的產(chǎn)生和復(fù)合的平均數(shù)是一定的，但其瞬間載流子的產(chǎn)生數(shù)和復(fù)合數(shù)是有起伏的，于是載流子濃度的起伏引起材料電導(dǎo)率起伏。在外加電壓下，電導(dǎo)率的起伏使輸出電流或電壓中帶有產(chǎn)生-復(fù)合噪聲。三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器中幾種噪聲38三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器中幾種噪聲的來源及表達(dá)？（3）產(chǎn)生-復(fù)合噪聲表達(dá)式I為總的平均電流；為總的自由載流子數(shù)；為載流子壽命；為測量噪聲的頻率。三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器中幾種噪聲39三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器中幾種噪聲的來源及表達(dá)？（4）低頻（或1/f）噪聲——它主要出現(xiàn)在大約1KHz以下的低頻頻域，而且這種噪聲的功率譜近似與調(diào)制頻率f成反比1/f噪聲的表達(dá)式：三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器中幾種噪聲40三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器中幾種噪聲的來源及表達(dá)？（5）溫度噪聲——在熱探測器中，不是由于輻射信號的變化，而是由于器件本身吸收和傳導(dǎo)等的熱交換引起的溫度起伏溫度噪聲的表達(dá)式為：為器件的熱導(dǎo)；是熱時間常數(shù)；為器件的熱容；T為周圍溫度（K）。三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器中幾種噪聲41噪聲散粒噪聲和熱噪聲產(chǎn)生-復(fù)合噪聲光電探測器噪聲功率譜綜合示意圖

噪聲散粒噪聲和熱噪聲產(chǎn)生-復(fù)合噪聲光電探測器噪聲功率42三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器可探測的最弱光功率為多少？其中，稱為信噪比。如果入射到探測器上的輻通量按某一頻率變化，當(dāng)探測器輸出信號電流（或電壓）等于噪聲的均方根電流（或電壓)時，所對應(yīng)的入射輻通量稱為等效噪聲功率NEP。三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器可探測的最43三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器可探測的最弱光功率為多少？等效噪聲功率越小，探測器能探測到的最小輻通量就越低，性能越好。衡量探測器探測最小光信號能力的指標(biāo)為探測率三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器可探測的最44三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器可探測的最弱光功率為多少？對于不同面形、不同帶寬的測量系統(tǒng)，衡量它們探測弱輻射能力需要用到歸一化等效噪聲功率：歸一化探測率三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器可探測的最45三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性

光敏電阻的主要噪聲有熱噪聲、產(chǎn)生復(fù)合和低頻噪聲(或稱1/f噪聲)。

三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性光敏電阻的主要噪聲46三、光敏電阻的基本特性5、光譜響應(yīng)率——在某一特定波長下，輸出光電流（或光電壓）與入射輻射能量之比三、光敏電阻的基本特性5、光譜響應(yīng)率——在某一特定波長下，輸47三、光敏電阻的基本特性6、溫度特性

光敏電阻的特性參數(shù)受溫度影響較大，只要溫度略有變化，它的光譜響應(yīng)率、峰值響應(yīng)波長、長波限等參數(shù)都將發(fā)生變化，而且這種變化完全沒有規(guī)律。為了提高光敏電阻性能的穩(wěn)定性，減低噪聲和提高探測率，需要采用冷卻裝置。

三、光敏電阻的基本特性6、溫度特性光敏電阻的特性參數(shù)48四、幾種常用光敏電阻按照光譜特性及最佳工作波長范圍分類：（1）對紫外光靈敏（CdS、CdSe）；（2）對可見光靈敏（TiS、CdS、CdSe）；（3）對紅外光靈敏（PbS、PbTe、PbSe、InSb、Hg1-xCdxTe、Pb1-xSnxTe和鍺摻雜等）四、幾種常用光敏電阻按照光譜特性及最佳工作波長范圍49四、幾種常用光敏電阻1、CdS光敏電阻CdS光敏電阻被廣泛地應(yīng)用于燈光的自動控制，自動調(diào)光調(diào)焦和自動照相機(jī)中。CdS光敏電阻峰值波長為0.52μm，CdSe光敏電阻為0.72μm，一般調(diào)整S和Se的比例，可使Cd（S，Se）光敏電阻的峰值響應(yīng)波長大致控制在0.52~0.72μm范圍內(nèi)。特性1：光譜響應(yīng)最接近人眼光譜光視效率，是可見光波段內(nèi)最靈敏的光電導(dǎo)器件。四、幾種常用光敏電阻1、CdS光敏電阻CdS光敏電阻被廣泛地50四、幾種常用光敏電阻2、PbS光敏電阻光譜響應(yīng)：近紅外波段最靈敏的光電導(dǎo)器件，在2μm附近的靈敏度很高，常用于火災(zāi)的探測等領(lǐng)域。

溫度特性：隨著工作溫度的降低，其峰值響應(yīng)波長和長波限將向長波方向延伸，且歸一化探測率D*增加。溫度光譜響應(yīng)峰值波長峰值探測率室溫25°C1~3.5um2.4um干冰溫度1~4um2.8um四、幾種常用光敏電阻2、PbS光敏電阻光譜響應(yīng)：近紅外51四、幾種常用光敏電阻2、PbS光敏電阻光譜響應(yīng)：近紅外波段最靈敏的光電導(dǎo)器件，在2μm附近的靈敏度很高，常用于火災(zāi)的探測等領(lǐng)域。

溫度特性：隨著工作溫度的降低，其峰值響應(yīng)波長和長波限將向長波方向延伸，且歸一化探測率D*增加。

響應(yīng)時間：響應(yīng)時間長。四、幾種常用光敏電阻2、PbS光敏電阻光譜響應(yīng)：近紅外52四、幾種常用光敏電阻3、InSb光敏電阻InSb光敏電阻是3~5μm光譜范圍內(nèi)的主要探測器件之一。

溫度特性：溫度長波限峰值波長峰值探測率室溫25°C7.5um6um液氮溫度5.5um5um四、幾種常用光敏電阻3、InSb光敏電阻InSb光敏53四、幾種常用光敏電阻4、Hg1-xCdxTe系列光敏電阻

Hg1-xCdxTe系列光電導(dǎo)探測器件是目前所有紅外探測器中性能最優(yōu)良最有前途的探測器件，尤其是對于4~8μm大氣窗口波段輻射的探測更為重要。長波長的變化范圍為1~30μm。四、幾種常用光敏電阻4、Hg1-xCdxTe系列光敏電阻54五、光敏電阻的變換電路1、基本偏置電路解：在某照度Ev下，光敏電阻的阻值為Rp，電導(dǎo)為gp，則提問：若入射光照度為一恒定值EV，求負(fù)載電阻兩端的輸出電壓及電流？五、光敏電阻的變換電路1、基本偏置電路解：在某照度Ev下，光55五、光敏電阻的變換電路1、基本偏置電路流過負(fù)載電阻的電流輸出電壓

提問：若入射光照度為一恒定值EV，求負(fù)載電阻兩端的輸出電壓及電流？五、光敏電阻的變換電路1、基本偏置電路流過負(fù)載電阻的電流輸56

練習(xí)1：CdS光敏電阻的光電導(dǎo)靈敏度Sg=0.5×10-6S/lx，暗電導(dǎo)為0。用此光敏電阻控制繼電器，其原理如圖，如果繼電器的線圈電阻為4kΩ，繼電器的吸合電流為2mA，問需要多少照度才能使繼電器吸合？12VJ練習(xí)1：CdS光敏電阻的光電導(dǎo)靈敏度Sg=0.5×10-57五、光敏電阻的變換電路1、基本偏置電路解：設(shè)光照變化引起光敏電阻阻值的變化量ΔRp，輸出電流的變化量為ΔI則輸出電流為

輸出電流的變化量為提問：若光照度發(fā)生變化ΔE，求輸出電壓、電流的變化量？五、光敏電阻的變換電路1、基本偏置電路解：設(shè)光照變化引起光敏58五、光敏電阻的變換電路1、基本偏置電路提問：若光照度發(fā)生變化ΔE，求輸出電壓、電流的變化量？負(fù)號的物理意義是：當(dāng)光敏電阻上的照度增加，電導(dǎo)增大（dg>0），阻值減?。╠R<0），電流增加（dIL>0）。代入

得到五、光敏電阻的變換電路1、基本偏置電路提問：若光照度發(fā)生變化59五、光敏電阻的變換電路1、基本偏置電路輸出電壓的變化量為提問：若光照度發(fā)生變化Δe，求輸出電壓、電流的變化量？五、光敏電阻的變換電路1、基本偏置電路輸出電壓的變化量為提問60§2.3光敏電阻的變換電路2、恒流偏置電路

穩(wěn)壓管DW將晶體三極管的基極電壓穩(wěn)定，即UB=UW，流過晶體三極管發(fā)射極的電流Ie為提問：求光照恒定及變化時的輸出電壓？五、光敏電阻的變換電路§2.3光敏電阻的變換電路2、恒流偏置電路穩(wěn)壓管D61§2.3光敏電阻的變換電路2、恒流偏置電路

穩(wěn)壓管DW將晶體三極管的基極電壓穩(wěn)定，即UB=UW，流過晶體三極管發(fā)射極的電流Ie為提問：求光照恒定及變化時的輸出電壓？輸出電壓為

五、光敏電阻的變換電路§2.3光敏電阻的變換電路2、恒流偏置電路穩(wěn)壓管D62§2.3光敏電阻的變換電路2、恒流偏置電路若光照變化，則引起光敏電阻阻值變化為ΔRp，則輸出電壓為提問：求光照恒定及變化時的輸出電壓？輸出電壓的變化量為

五、光敏電阻的變換電路§2.3光敏電阻的變換電路2、恒流偏置電路若光照變化，則引63§2.3光敏電阻的變換電路2、恒流偏置電路提問：求光照恒定及變化時的輸出電壓？五、光敏電阻的變換電路§2.3光敏電阻的變換電路2、恒流偏置電路提問：求光照恒定64§2.3光敏電阻的變換電路2、恒流偏置電路提問：求光照恒定及變化時的輸出電壓？電壓靈敏度

五、光敏電阻的變換電路§2.3光敏電阻的變換電路2、恒流偏置電路提問：求光照恒定65例2-1在如圖所示的恒流偏置電路中，已知電源電壓為12V，Rb為820Ω，Re為3.3kΩ，三極管的放大倍率不小于80，穩(wěn)壓二極管的輸出電壓為4V，光照度為40lx時輸出電壓為6V，80lx時為8V。（設(shè)光敏電阻在30到100lx之間的值不變）試求：（1）輸出電壓為7伏的照度為多少勒克司？（2）該電路的電壓靈敏度（V/lx）。解:流過穩(wěn)壓管DW的電流滿足穩(wěn)壓二極管的工作條件

例2-1在如圖所示的恒流偏置電路中，已知電源電壓為66（1）根據(jù)題目給的條件，可得到不同光照下光敏電阻的阻值

將Rp1與Rp2值代入γ值計算公式，得到光照度在40~80lx之間的γ值

輸出為7V時光敏電阻的阻值應(yīng)為

（1）根據(jù)題目給的條件，可得到不同光照下光敏電阻的阻值將R67此時的光照度可由γ值計算公式獲得E3=54.45（lx）

（2）電路的電壓靈敏度SV

此時的光照度可由γ值計算公式獲得E3=54.45（lx）68§2.3光敏電阻的變換電路3、恒壓偏置電路加在光敏電阻上的電壓近似為電源電壓，為不隨入射輻射量變化的恒定電壓，此時的偏置電路稱為恒壓偏置電路。五、光敏電阻的變換電路§2.3光敏電阻的變換電路3、恒壓偏置電路加在光敏69§2.3光敏電阻的變換電路3、恒壓偏置電路五、光敏電阻的變換電路提問：求光照恒定及變化時的輸出電壓？恒壓偏置電路的輸出電壓為§2.3光敏電阻的變換電路3、恒壓偏置電路五、光敏電阻的變70§2.3光敏電阻的變換電路3、恒壓偏置電路五、光敏電阻的變換電路提問：求光照恒定及變化時的輸出電壓？光照變化時，輸出電壓為輸出電壓的變化量為§2.3光敏電阻的變換電路3、恒壓偏置電路五、光敏電阻的變71例2-2在如圖所示的恒壓偏置電路中，已知DW為2CW12型穩(wěn)壓二極管，其穩(wěn)定電壓值為6V，設(shè)Rb=1kΩ，RC=510Ω,三極管的電流放大倍率不小于80，電源電壓Ubb=12V，當(dāng)CdS光敏電阻光敏面上的照度為150lx時恒壓偏置電路的輸出電壓為10V,照度為450lx時輸出電壓為8V,試計算輸出電壓為9V時的照度（設(shè)光敏電阻在100~500lx間的γ值不變）為多少lx？照度到500lx時的輸出電壓為多少？解:滿足穩(wěn)壓二極管的工作條件,三極管的基極被穩(wěn)定在6V

設(shè)光照度為150lx時的輸出電流為I1，與光敏電阻的阻值R1，則

例2-2在如圖所示的恒壓偏置電路中，已知DW為2C72同樣,照度為450lx時流過光敏電阻的電流I2與電阻R2為R2=680Ω

由于光敏電阻在500到100lx間的γ值不變，因此該光敏電阻的γ值應(yīng)為

同樣,照度為450lx時流過光敏電阻的電流I2與電阻R2為R73當(dāng)輸出電壓為9V時，設(shè)流過光敏電阻的電流為I3，阻值為R3，則

R3=900Ω

代入γ值的計算公式便可以計算出輸出電壓為9V時的入射照度E3E3=196(lx)

當(dāng)輸出電壓為9V時，設(shè)流過光敏電阻的電流為I3，阻值為R3，74由γ值的計算公式可以找到500lx時的阻值R4及三極管的輸出電流I4為

R4=214Ω

I4=24.7(mA)而此時的輸出電壓UO為UO=Ubb－I4R4=6.7(V)即，在500lx的照度下恒壓偏置電路的輸出電壓為6.7V。

由γ值的計算公式可以找到500lx時的阻值R4及75§2.4光敏電阻的應(yīng)用舉例1、照明燈的光電控制電路六、光敏電阻的應(yīng)用舉例§2.4光敏電阻的應(yīng)用舉例1、照明燈的光電控制電路六、光76§2.4光敏電阻的應(yīng)用舉例2、照相機(jī)電子快門

六、光敏電阻的應(yīng)用舉例§2.4光敏電阻的應(yīng)用舉例2、照相機(jī)電子快門六、光敏電阻77

第二部分光電探測器第2章光電導(dǎo)器件第3章光生伏特器件第4章光電發(fā)射器件第二部分光電探測器第2章光電導(dǎo)器件78知識回顧提問：什么是半導(dǎo)體光電效應(yīng)？半導(dǎo)體材料吸收光子能量，輸出電信號的現(xiàn)象。知識回顧提問：什么是半導(dǎo)體光電效應(yīng)？半導(dǎo)體材料吸收光79提問：半導(dǎo)體光電效應(yīng)的分類？光電效應(yīng)知識回顧外光電（光電發(fā)射）效應(yīng)發(fā)射體外自由電子，增加光電流內(nèi)光電效應(yīng)光電導(dǎo)效應(yīng)增加體內(nèi)自由電子，增大電導(dǎo)率光生伏特效應(yīng)增加結(jié)內(nèi)自由電子濃度，產(chǎn)生光生電壓光電發(fā)射器件光電導(dǎo)器件光生伏特器件提問：半導(dǎo)體光電效應(yīng)的分類？光電效應(yīng)知識回顧外光電（光電發(fā)射80

第2章光電導(dǎo)器件——光敏電阻第2章光電導(dǎo)器件——光敏電81半導(dǎo)體光電導(dǎo)器件是利用半導(dǎo)體材料的光電導(dǎo)效應(yīng)制成的光電探測器。當(dāng)半導(dǎo)體材料受光照時，由于對光子的吸收引起載流子濃度的增大，因而導(dǎo)致材料電導(dǎo)率增大的現(xiàn)象，稱為光電導(dǎo)效應(yīng)。提問：什么是光電導(dǎo)效應(yīng)？一、光敏電阻的工作原理半導(dǎo)體光電導(dǎo)器件是利用半導(dǎo)體材料的光電導(dǎo)效應(yīng)制成的光82提問：發(fā)生光電導(dǎo)效應(yīng)的條件是什么？（1）本征吸收一、光敏電阻的工作原理電子能量導(dǎo)帶價帶禁帶提問：發(fā)生光電導(dǎo)效應(yīng)的條件是什么？（1）本征吸收一、光敏電阻83提問：發(fā)生光電導(dǎo)效應(yīng)的條件是什么？（2）雜質(zhì)吸收一、光敏電阻的工作原理電子能量導(dǎo)帶價帶施主能級提問：發(fā)生光電導(dǎo)效應(yīng)的條件是什么？（2）雜質(zhì)吸收一、光敏電阻84一、光敏電阻的工作原理在均質(zhì)的光電導(dǎo)體兩端加上電極后構(gòu)成光敏電阻，兩電極加上一定電壓后，當(dāng)光照射到光電導(dǎo)體上，由光照產(chǎn)生的光生載流子在外加電場作用下沿一定方向運(yùn)動，在電路中產(chǎn)生電流，達(dá)到光電轉(zhuǎn)換的目的。一、光敏電阻的工作原理在均質(zhì)的光電導(dǎo)體兩端加上85一、光敏電阻的工作原理一、光敏電阻的工作原理86一、光敏電阻的工作原理在均質(zhì)的光電導(dǎo)體兩端加上電極后構(gòu)成光敏電阻，兩電極加上一定電壓后，當(dāng)光照射到光電導(dǎo)體上，由光照產(chǎn)生的光生載流子在外加電場作用下沿一定方向運(yùn)動，在電路中產(chǎn)生電流，達(dá)到光電轉(zhuǎn)換的目的。一、光敏電阻的工作原理在均質(zhì)的光電導(dǎo)體兩端加上87一、光敏電阻的工作原理（1）本征型半導(dǎo)體光敏電阻（2）雜質(zhì)型半導(dǎo)體光敏電阻根據(jù)半導(dǎo)體材料的分類，光敏電阻有兩種類型結(jié)論：摻雜型光敏電阻對紅外波段較為敏感。一、光敏電阻的工作原理（1）本征型半導(dǎo)（2）雜質(zhì)型半導(dǎo)根據(jù)半88二、光敏電阻的基本結(jié)構(gòu)提問：光敏電阻的電導(dǎo)率與入射光輻射之間有怎樣的關(guān)系？（1）在微弱輻射作用下二、光敏電阻的基本結(jié)構(gòu)提問：光敏電阻的電導(dǎo)率與入射光輻射之間89二、光敏電阻的基本結(jié)構(gòu)提問：光敏電阻的電導(dǎo)率與入射光輻射之間有怎樣的關(guān)系？（2）在強(qiáng)輻射作用下結(jié)論：為了提高光敏電阻的光電導(dǎo)靈敏度，要盡可能地縮短光敏電阻兩電極間的距離。二、光敏電阻的基本結(jié)構(gòu)提問：光敏電阻的電導(dǎo)率與入射光輻射之間90二、光敏電阻的基本結(jié)構(gòu)提問：由以上結(jié)論，我們是否可認(rèn)為光敏電阻做得越小越好？

光敏電阻結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則：要盡可能地縮短光敏電阻兩電極間距l(xiāng)，同時要盡量增大光敏面的面積。二、光敏電阻的基本結(jié)構(gòu)提問：由以上結(jié)論，我們是否可認(rèn)為光敏電91二、光敏電阻的基本結(jié)構(gòu)

光敏電阻結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則：要盡可能地縮短光敏電阻兩電極間距l(xiāng)，同時要盡量增大光敏面的面積。二、光敏電阻的基本結(jié)構(gòu)光敏電阻結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則：要92三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變化的特性提問：光敏電阻的光電導(dǎo)與入射輻射間的關(guān)系？弱輻射

強(qiáng)輻射

？一般輻射

三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變93三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變化的特性

光敏電阻在黑暗的室溫條件下，由于熱激發(fā)產(chǎn)生的載流子使它具有的電導(dǎo)，稱為暗電導(dǎo)。暗電導(dǎo)值很小。

提問：光敏電阻的在明亮室溫下的總電導(dǎo)？亮電導(dǎo)其中，為暗電導(dǎo)；為亮電導(dǎo)；為光電導(dǎo)，單位為“西門子”，簡稱“西”，符號為S。三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變94三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變化的特性提問：將光敏電阻接入恒壓電路中，在由弱到強(qiáng)的單色輻射作用下，流過光敏電阻的電流、光敏電阻的阻值與入射照度有怎樣的關(guān)系？在恒定電壓的作用下，流過光敏電阻的亮電流為：

三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變95三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變化的特性在恒定電壓的作用下，流過光敏電阻的光電流為：

三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變96三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變化的特性在恒定電壓的作用下，流過光敏電阻的光電流為：

當(dāng)照度范圍為時，此時,光電流為三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變97三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變化的特性光敏電阻的光電阻阻值為作對數(shù)變換三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變98三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變化的特性當(dāng)照度在一定范圍時，γ保持不變γ值為對數(shù)坐標(biāo)下特性曲線的斜率。即

三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變99三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變化的特性γ值為:Rp1與Rp2分別是照度為E1和E2時光敏電阻的阻值。

三、光敏電阻的基本特性1、光電特性——輸出電信號隨輸入光照變100三、光敏電阻的基本特性練習(xí)1：已知某光敏電阻在500lx的光照下阻值為550Ω，而在700lx的光照下的阻值為450Ω，試去求該光敏電阻在550lx光照下的阻值？（光照在500~700lx下γ值保持不變）三、光敏電阻的基本特性練習(xí)1：已知某光敏電阻在500lx的光101三、光敏電阻的基本特性2、伏安特性——在不同光照下加在光敏電阻兩端的電壓與流過光敏電阻電流的關(guān)系提問：若光照恒定，光敏電阻的伏安特性曲線如何？三、光敏電阻的基本特性2、伏安特性——在不同光照下加在光敏電102三、光敏電阻的基本特性2、伏安特性——在不同光照下加在光敏電阻兩端的電壓與流過光敏電阻電流的關(guān)系提問：在不同光照下，光敏電阻的伏安特性曲線如何？三、光敏電阻的基本特性2、伏安特性——在不同光照下加在光敏電103三、光敏電阻的基本特性練習(xí)2：設(shè)某只CdS光敏電阻的最大功耗為30mW，光電導(dǎo)靈敏度為,暗電導(dǎo)為0。試求當(dāng)光敏電阻上的偏置電壓為20V時的極限照度。三、光敏電阻的基本特性練習(xí)2：設(shè)某只CdS光敏電阻的最大功耗104三、光敏電阻的基本特性3、時間響應(yīng)——光敏電阻受光照時，載流子產(chǎn)生或消失需要的時間，也稱遲豫時間提問：如何來確定光敏電阻的響應(yīng)時間？設(shè)入射弱輻射滿足：光電流隨時間的變化規(guī)律三、光敏電阻的基本特性3、時間響應(yīng)——光敏電阻受光照時，載流105三、光敏電阻的基本特性3、時間響應(yīng)——光敏電阻受光照時，載流子產(chǎn)生或消失需要的時間，也稱遲豫時間提問：如何來確定光敏電阻的響應(yīng)時間？上升時間：光敏電阻光電流上升到穩(wěn)態(tài)值的63%所需要的時間。下降時間：在輻射停止后，光敏電阻的光電流下降到穩(wěn)態(tài)值的37%所需要的時間。三、光敏電阻的基本特性3、時間響應(yīng)——光敏電阻受光照時，載流106三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：什么是噪聲？直流信號值：

這種隨機(jī)的、瞬間的幅度不能預(yù)先知道的起伏，稱為噪聲。

三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：什么是噪聲？直流信號107三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：這種瞬時、隨機(jī)的起伏用什么量值表示？（1）直觀表示

0三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：這種瞬時、隨機(jī)的起伏108三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：這種瞬時、隨機(jī)的起伏用什么量值表示？（2）均方值表示

均方電流、均方電壓的物理意義：單位電阻上所產(chǎn)生的噪聲功率。

三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：這種瞬時、隨機(jī)的起伏109三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：這種瞬時、隨機(jī)的起伏用什么量值表示？當(dāng)光電探測器中存在多個彼此獨(dú)立、互不相關(guān)的噪聲源時，總噪聲功率為

三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：這種瞬時、隨機(jī)的起伏110三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：這種瞬時、隨機(jī)的起伏用什么量值表示？把噪聲這個隨機(jī)的時間函數(shù)進(jìn)行傅氏頻譜分析，得到噪聲功率隨頻率變化關(guān)系，稱為噪聲功率。

數(shù)值為頻率f的噪聲在單位電阻上所產(chǎn)生的功率

三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：這種瞬時、隨機(jī)的起伏111三、光敏電阻的基本特性信號輻射產(chǎn)生的噪聲噪聲光子噪聲

探測器放大器示波器背景目標(biāo)信號處理探測器噪聲

信號放大及處理電路噪聲

光電測量系統(tǒng)的噪聲分類：

背景輻射產(chǎn)生的噪聲熱噪聲散粒噪聲產(chǎn)生-復(fù)合噪聲溫度噪聲三、光敏電阻的基本特性信號輻射產(chǎn)生的噪聲噪聲光子噪聲112三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器中幾種噪聲的來源及表達(dá)？熱噪聲均方電流和熱噪聲均方電壓為：（1）熱噪聲——載流子熱運(yùn)動引起的電流電壓起伏k是玻爾茲曼常數(shù)；T是溫度（K）；為所取的通帶寬度（頻率范圍）。三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器中幾種噪聲113三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器中幾種噪聲的來源及表達(dá)？（2）散粒噪聲——猶如射出的散粒無規(guī)則地落在靶上所呈現(xiàn)的起伏，每一瞬間到達(dá)靶上的值有多有少，這些散粒是完全獨(dú)立的事件。這種隨機(jī)起伏所形成的噪聲稱為散粒噪聲散粒噪聲的表達(dá)式為三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器中幾種噪聲114三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器中幾種噪聲的來源及表達(dá)？（3）產(chǎn)生-復(fù)合噪聲——在半導(dǎo)體中，在一定溫度或一定光照下，載流子不斷地產(chǎn)生-復(fù)合。在平衡狀態(tài)時，載流子的產(chǎn)生和復(fù)合的平均數(shù)是一定的，但其瞬間載流子的產(chǎn)生數(shù)和復(fù)合數(shù)是有起伏的，于是載流子濃度的起伏引起材料電導(dǎo)率起伏。在外加電壓下，電導(dǎo)率的起伏使輸出電流或電壓中帶有產(chǎn)生-復(fù)合噪聲。三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器中幾種噪聲115三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器中幾種噪聲的來源及表達(dá)？（3）產(chǎn)生-復(fù)合噪聲表達(dá)式I為總的平均電流；為總的自由載流子數(shù)；為載流子壽命；為測量噪聲的頻率。三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器中幾種噪聲116三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器中幾種噪聲的來源及表達(dá)？（4）低頻（或1/f）噪聲——它主要出現(xiàn)在大約1KHz以下的低頻頻域，而且這種噪聲的功率譜近似與調(diào)制頻率f成反比1/f噪聲的表達(dá)式：三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器中幾種噪聲117三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器中幾種噪聲的來源及表達(dá)？（5）溫度噪聲——在熱探測器中，不是由于輻射信號的變化，而是由于器件本身吸收和傳導(dǎo)等的熱交換引起的溫度起伏溫度噪聲的表達(dá)式為：為器件的熱導(dǎo)；是熱時間常數(shù)；為器件的熱容；T為周圍溫度（K）。三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器中幾種噪聲118噪聲散粒噪聲和熱噪聲產(chǎn)生-復(fù)合噪聲光電探測器噪聲功率譜綜合示意圖

噪聲散粒噪聲和熱噪聲產(chǎn)生-復(fù)合噪聲光電探測器噪聲功率119三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器可探測的最弱光功率為多少？其中，稱為信噪比。如果入射到探測器上的輻通量按某一頻率變化，當(dāng)探測器輸出信號電流（或電壓）等于噪聲的均方根電流（或電壓)時，所對應(yīng)的入射輻通量稱為等效噪聲功率NEP。三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器可探測的最120三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器可探測的最弱光功率為多少？等效噪聲功率越小，探測器能探測到的最小輻通量就越低，性能越好。衡量探測器探測最小光信號能力的指標(biāo)為探測率三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器可探測的最121三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器可探測的最弱光功率為多少？對于不同面形、不同帶寬的測量系統(tǒng)，衡量它們探測弱輻射能力需要用到歸一化等效噪聲功率：歸一化探測率三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性提問：光電探測器可探測的最122三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性

光敏電阻的主要噪聲有熱噪聲、產(chǎn)生復(fù)合和低頻噪聲(或稱1/f噪聲)。

三、光敏電阻的基本特性4、噪聲特性光敏電阻的主要噪聲123三、光敏電阻的基本特性5、光譜響應(yīng)率——在某一特定波長下，輸出光電流（或光電壓）與入射輻射能量之比三、光敏電阻的基本特性5、光譜響應(yīng)率——在某一特定波長下，輸124三、光敏電阻的基本特性6、溫度特性

光敏電阻的特性參數(shù)受溫度影響較大，只要溫度略有變化，它的光譜響應(yīng)率、峰值響應(yīng)波長、長波限等參數(shù)都將發(fā)生變化，而且這種變化完全沒有規(guī)律。為了提高光敏電阻性能的穩(wěn)定性，減低噪聲和提高探測率，需要采用冷卻裝置。

三、光敏電阻的基本特性6、溫度特性光敏電阻的特性參數(shù)125四、幾種常用光敏電阻按照光譜特性及最佳工作波長范圍分類：（1）對紫外光靈敏（CdS、CdSe）；（2）對可見光靈敏（TiS、CdS、CdSe）；（3）對紅外光靈敏（PbS、PbTe、PbSe、InSb、Hg1-xCdxTe、Pb1-xSnxTe和鍺摻雜等）四、幾種常用光敏電阻按照光譜特性及最佳工作波長范圍126四、幾種常用光敏電阻1、CdS光敏電阻CdS光敏電阻被廣泛地應(yīng)用于燈光的自動控制，自動調(diào)光調(diào)焦和自動照相機(jī)中。CdS光敏電阻峰值波長為0.52μm，CdSe光敏電阻為0.72μm，一般調(diào)整S和Se的比例，可使Cd（S，Se）光敏電阻的峰值響應(yīng)波長大致控制在0.52~0.72μm范圍內(nèi)。特性1：光譜響應(yīng)最接近人眼光譜光視效率，是可見光波段內(nèi)最靈敏的光電導(dǎo)器件。四、幾種常用光敏電阻1、CdS光敏電阻CdS光敏電阻被廣泛地127四、幾種常用光敏電阻2、PbS光敏電阻光譜響應(yīng)：近紅外波段最靈敏的光電導(dǎo)器件，在2μm附近的靈敏度很高，常用于火災(zāi)的探測等領(lǐng)域。

溫度特性：隨著工作溫度的降低，其峰值響應(yīng)波長和長波限將向長波方向延伸，且歸一化探測率D*增加。溫度光譜響應(yīng)峰值波長峰值探測率室溫25°C1~3.5um2.4um干冰溫度1~4um2.8um四、幾種常用光敏電阻2、PbS光敏電阻光譜響應(yīng)：近紅外128四、幾種常用光敏電阻2、PbS光敏電阻光譜響應(yīng)：近紅外波段最靈敏的光電導(dǎo)器件，在2μm附近的靈敏度很高，常用于火災(zāi)的探測等領(lǐng)域。

溫度特性：隨著工作溫度的降低，其峰值響應(yīng)波長和長波限將向長波方向延伸，且歸一化探測率D*增加。

響應(yīng)時間：響應(yīng)時間長。四、幾種常用光敏電阻2、PbS光敏電阻光譜響應(yīng)：近紅外129四、幾種常用光敏電阻3、InSb光敏電阻InSb光敏電阻是3~5μm光譜范圍內(nèi)的主要探測器件之一。

溫度特性：溫度長波限峰值波長峰值探測率室溫25°C7.5um6um液氮溫度5.5um5um四、幾種常用光敏電阻3、InSb光敏電阻InSb光敏130四、幾種常用光敏電阻4、Hg1-xCdxTe系列光敏電阻

Hg1-xCdxTe系列光電導(dǎo)探測器件是目前所有紅外探測器中性能最優(yōu)良最有前途的探測器件，尤其是對于4~8μm大氣窗口波段輻射的探測更為重要。長波長的變化范圍為1~30μm。四、幾種常用光敏電阻4、Hg1-xCdxTe系列光敏電阻131五、光敏電阻的變換電路1、基本偏置電路解：在某照度Ev下，光敏電阻的阻值為Rp，電導(dǎo)為gp，則提問：若入射光照度為一恒定值EV，求負(fù)載電阻兩端的輸出電壓及電流？五、光敏電阻的變換電路1、基本偏置電路解：在某照度Ev下，光132五、光敏電阻的變換電路1、基本偏置電路流過負(fù)載電阻的電流輸出電壓

提問：若入射光照度為一恒定值EV，求負(fù)載電阻兩端的輸出電壓及電流？五、光敏電阻的變換電路1、基本偏置電路流過負(fù)載電阻的電流輸133

練習(xí)1：CdS光敏電阻的光電導(dǎo)靈敏度Sg=0.5×10-6S/lx，暗電導(dǎo)為0。用此光敏電阻控制繼電器，其原理如圖，如果繼電器的線圈電阻為4kΩ，繼電器的吸合電流為2mA，問需要多少照度才能使繼電器吸合？12VJ練習(xí)1：CdS光敏電阻的光電導(dǎo)靈敏度Sg=0.5×10-134五、光敏電阻的變換電路1、基本偏置電路解：設(shè)光照變化引起光敏電阻阻值的變化量ΔRp，輸出電流的變化量為ΔI則輸出電流為

輸出電流的變化量為提問：若光照度發(fā)生變化ΔE，求輸出電壓、電流的變化量？五、光敏電阻的變換電路1、基本偏置電路解：設(shè)光照變化引起光敏135五、光敏電阻的變換電路1、基本偏置電路提問：若光照度發(fā)生變化ΔE，求輸出電壓、電流的變化量？負(fù)號的物理意義是：當(dāng)光敏電阻上的照度增加，電導(dǎo)增大（dg>0），阻值減?。╠R<0），電流增加（dIL>0）。代入

得到五、光敏電阻的變換電路1、基本偏置電路提問：若光照度發(fā)生變化136五、光敏電阻的變換電路1、基本偏置電路輸出電壓的變化量為提問：若光照度發(fā)生變化Δe，求輸出電壓、電流的變化量？五、光敏電阻的變換電路1、基本偏置電路輸出電壓的變化量為提問137§2.3光敏電阻的變換電路2、恒流偏置電路

穩(wěn)壓管DW將晶體三極管的基極電壓穩(wěn)定，即UB=UW，流過晶體三極管發(fā)射極的電流Ie為提問：求光照恒定及變化時的輸出電壓？五、光敏電阻的變換電路§2.3光敏電阻的變換電路2、恒流偏置電路穩(wěn)壓管D138§2.3光敏電阻的變換電路2、恒流偏置電路

穩(wěn)壓管DW將晶體三極管的基極電壓穩(wěn)定，即UB=UW，流過晶體三極管發(fā)射極的電流Ie為提問：求光照恒定及變化時的輸出電壓？輸出電壓為

五、光敏電阻的變換電路§2.3光敏電阻的變換電路2、恒流偏置電路穩(wěn)壓管D139§2.3光敏電阻的變換電路2、恒流偏置電路若光照變化，則引起光敏電阻阻值變化為ΔRp，則輸出電壓為提