光敏傳感器概要課件

6.16.3第6章光敏傳感器概述6.2光電效應(yīng)傳感器6.4光生伏特效應(yīng)器件光敏二極管6.5光敏晶體管6.6色敏光電傳感器6.76.8光電耦合器件6.9紅外熱釋電光敏器件

固態(tài)圖像傳感器光纖傳感器6.106.1概述第1頁(yè)/共91頁(yè)6.1概述光譜光學(xué)傳感器的相關(guān)計(jì)量單位6.1.26.1.16.1.3光源光敏傳感器分類6.1.4第2頁(yè)/共91頁(yè)6.1.1光譜圖6?1各種波長(zhǎng)的相對(duì)光強(qiáng)，在人眼最敏感的波長(zhǎng)555nm處歸一化第3頁(yè)/共91頁(yè)6.1.1光譜光波：波長(zhǎng)為10—1060μm的電磁波可見(jiàn)光：波長(zhǎng)380—780nm紫外線：波長(zhǎng)10—380nm，波長(zhǎng)300—380nm稱為近紫外線波長(zhǎng)200—300nm稱為遠(yuǎn)紫外線波長(zhǎng)10—200nm稱為極遠(yuǎn)紫外線，紅外線：波長(zhǎng)780—106μm

波長(zhǎng)3μm（即3000nm）以下的稱近紅外線波長(zhǎng)超過(guò)3μm的紅外線稱為遠(yuǎn)紅外線。第4頁(yè)/共91頁(yè)6.1.1光譜圖6?2光譜分布圖第5頁(yè)/共91頁(yè)6.1.3光源對(duì)光源的要求：光源應(yīng)保證均勻、無(wú)遮擋或陰影光源的照射方式應(yīng)符合傳感器的測(cè)量要求光源的發(fā)熱量應(yīng)盡可能小光源發(fā)出的光必須具有合適的光譜范圍光源必須具有足夠的照度6.1.2光學(xué)傳感器的相關(guān)計(jì)量單位第6頁(yè)/共91頁(yè)6.1.3光源圖6?3電磁波譜圖第7頁(yè)/共91頁(yè)6.1.3光源常用光源熱輻射光源熱輻射光源的特點(diǎn)氣體放電光源發(fā)光二松管激光器

第8頁(yè)/共91頁(yè)6.1.4光敏傳感器分類光敏傳感器可分為4類光電效應(yīng)傳感器紅外熱釋電探測(cè)器固態(tài)圖像傳感器光纖傳感器第9頁(yè)/共91頁(yè)6.2光電效應(yīng)傳感器6.2.16.2.2外光電效應(yīng)及器件內(nèi)光電效應(yīng)（光電導(dǎo)）及器件第10頁(yè)/共91頁(yè)一、光電效應(yīng)是指物體吸收了光能后轉(zhuǎn)換為該物體中某些電子的能量，從而產(chǎn)生的電效應(yīng)。光電傳感器的工作原理基于光電效應(yīng)。光電效應(yīng)分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)兩大類外光電效應(yīng)

在光線的作用下，物體內(nèi)的電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)。向外發(fā)射的電子叫做光電子?；谕夤怆娦?yīng)的光電器件有光電管、光電倍增管等。光子是具有能量的粒子，每個(gè)光子的能量：E=hνh—普朗克常數(shù)，6.626×10-34J·s；ν—光的頻率（s-1）第11頁(yè)/共91頁(yè)根據(jù)愛(ài)因斯坦假設(shè)，一個(gè)電子只能接受一個(gè)光子的能量，所以要使一個(gè)電子從物體表面逸出，必須使光子的能量大于該物體的表面逸出功，超過(guò)部分的能量表現(xiàn)為逸出電子的動(dòng)能。外光電效應(yīng)多發(fā)生于金屬和金屬氧化物，從光開(kāi)始照射至金屬釋放電子所需時(shí)間不超過(guò)10-9s。根據(jù)能量守恒定理

式中m—電子質(zhì)量；v0—電子逸出速度。該方程稱為愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程。第12頁(yè)/共91頁(yè)光電子能否產(chǎn)生，取決于光電子的能量是否大于該物體的表面電子逸出功A0。不同的物質(zhì)具有不同的逸出功，即每一個(gè)物體都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的光頻閾值，稱為紅限頻率或波長(zhǎng)限。光線頻率低于紅限頻率，光子能量不足以使物體內(nèi)的電子逸出，因而小于紅限頻率的入射光，光強(qiáng)再大也不會(huì)產(chǎn)生光電子發(fā)射；反之，入射光頻率高于紅限頻率，即使光線微弱，也會(huì)有光電子射出。當(dāng)入射光的頻譜成分不變時(shí)，產(chǎn)生的光電流與光強(qiáng)成正比。即光強(qiáng)愈大，意味著入射光子數(shù)目越多，逸出的電子數(shù)也就越多。光電子逸出物體表面具有初始動(dòng)能mv02/2

，因此外光電效應(yīng)器件（如光電管）即使沒(méi)有加陽(yáng)極電壓，也會(huì)有光電子產(chǎn)生。為了使光電流為零，必須加負(fù)的截止電壓，而且截止電壓與入射光的頻率成正比。第13頁(yè)/共91頁(yè)6.2.1外光電效應(yīng)及器件外光電效用圖6?4光電發(fā)射檢測(cè)裝置圖6?5光電流隨光強(qiáng)的變化曲線第14頁(yè)/共91頁(yè)6.2.1外光電效應(yīng)及器件光電發(fā)射二極管真空光電二極管圖6?6真空光電二極管結(jié)構(gòu)示意圖第15頁(yè)/共91頁(yè)6.2.1外光電效應(yīng)及器件圖6?7圖6?8第16頁(yè)/共91頁(yè)6.2.1外光電效應(yīng)及器件充氣光電二極管圖6?9充氣光電二極管伏安特性曲線第17頁(yè)/共91頁(yè)6.2.1.3光電倍增管光電倍增管原理圖6?10光電倍增管的結(jié)構(gòu)第18頁(yè)/共91頁(yè)6.2.1.3光電倍增管光電倍增管的結(jié)構(gòu)分類1.直線瓦片式倍增系統(tǒng)（聚焦型）圖6?11 直線瓦片式倍增系統(tǒng)示意第19頁(yè)/共91頁(yè)6.2.1.3光電倍增管2.圓環(huán)瓦片式倍增系統(tǒng)（聚焦型）圖6?12圓環(huán)瓦片式倍增系統(tǒng)示意第20頁(yè)/共91頁(yè)6.2.1.3光電倍增管3.盒柵式倍增系統(tǒng)（非聚焦型）圖6?13盒柵式倍增系統(tǒng)示意第21頁(yè)/共91頁(yè)6.2.1.3光電倍增管4.百葉窗式倍增系統(tǒng)（非聚焦型）圖6?14百葉窗式倍增系統(tǒng)第22頁(yè)/共91頁(yè)6.2.1.3光電倍增管圖6?15光電倍增管陽(yáng)極靈敏度和放大倍數(shù)隨工作電壓變化曲線靈敏度：是光電倍增管將光輻射轉(zhuǎn)換成電信號(hào)能力的一個(gè)重要參數(shù)。陽(yáng)極靈敏度SA是指在一定工作電壓下陽(yáng)極輸出電流與照射到陰極面上光通量的比值。陰極靈敏度SK是指光電陰極本身的積分靈敏度。放大倍數(shù)（電流增益G)：在一定工作電壓下，光電倍增管的陽(yáng)極電流和陰極電流的比值稱為該管的放大倍數(shù)或電流增益。暗電流：當(dāng)光電倍增管在全暗條件下時(shí)，陽(yáng)極上也會(huì)收集到一定的電流，其輸出電流的直流成分稱為該管的暗電流。光電特性：圖13為光電倍增管的光電特性，可以看出陽(yáng)極電流隨光通量而增加，而且在很寬范圍內(nèi)是線性的，所以適合測(cè)量輻射光通量較大的場(chǎng)合。第23頁(yè)/共91頁(yè)6.2.1.3光電倍增管圖6?16光電倍增管的光電特性第24頁(yè)/共91頁(yè)6.2.1.3光電倍增管光電倍增管的應(yīng)用領(lǐng)域光電倍增管和半導(dǎo)體光電器件應(yīng)用舉例圖6?17Super-Kamiokanden內(nèi)部的PMT陣列第25頁(yè)/共91頁(yè)內(nèi)光電效應(yīng)及器件第26頁(yè)/共91頁(yè)

當(dāng)光照射在物體上，使物體的電阻率ρ發(fā)生變化，或產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象叫做內(nèi)光電效應(yīng)，它多發(fā)生于半導(dǎo)體內(nèi)。根據(jù)工作原理的不同，內(nèi)光電效應(yīng)分為光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)兩類.

第27頁(yè)/共91頁(yè)光電導(dǎo)效應(yīng)光照射半導(dǎo)體材料時(shí),材料吸收光子而產(chǎn)生電子—空穴對(duì)，使導(dǎo)電性能加強(qiáng)，電導(dǎo)率增加，這種現(xiàn)象被稱為光電導(dǎo)效應(yīng)（內(nèi)光電效應(yīng)）。半導(dǎo)體發(fā)生光電導(dǎo)效應(yīng)的實(shí)質(zhì)可以用其能帶結(jié)構(gòu)解釋，相關(guān)解釋可參考有關(guān)文獻(xiàn)，下面作簡(jiǎn)要的解釋。第28頁(yè)/共91頁(yè)過(guò)程：當(dāng)光照射到半導(dǎo)體材料上時(shí)，價(jià)帶中的電子受到能量大于或等于禁帶寬度的光子轟擊，并使其由價(jià)帶越過(guò)禁帶躍入導(dǎo)帶，如圖，使材料中導(dǎo)帶內(nèi)的電子和價(jià)帶內(nèi)的空穴濃度增加，從而使電導(dǎo)率變大。導(dǎo)帶價(jià)帶禁帶自由電子所占能帶不存在電子所占能帶價(jià)電子所占能帶Eg第29頁(yè)/共91頁(yè)材料的光導(dǎo)性能決定于禁帶寬度，對(duì)于一種光電導(dǎo)材料，總存在一個(gè)照射光波長(zhǎng)限λ0，只有波長(zhǎng)小于λ0的光照射在光電導(dǎo)體上，才能產(chǎn)生電子能級(jí)間的躍進(jìn)，從而使光電導(dǎo)體的電導(dǎo)率增加。式中ν、λ分別為入射光的頻率和波長(zhǎng)。為了實(shí)現(xiàn)能級(jí)的躍遷，入射光的能量必須大于光電導(dǎo)材料的禁帶寬度Eg，即第30頁(yè)/共91頁(yè)6.2.2內(nèi)光電效應(yīng)（光電導(dǎo)）及器件內(nèi)光電效應(yīng)（光電導(dǎo)）器件-光敏電阻光敏電阻的結(jié)構(gòu)與工作原理（a）原理圖；（b）外形圖；（c）圖形符號(hào)圖6?19光敏電阻的原理結(jié)構(gòu)第31頁(yè)/共91頁(yè)

２．光敏電阻的主要參數(shù)（１）暗電阻光敏電阻在不受光時(shí)的阻值稱為暗電阻,此時(shí)流過(guò)的電流稱為暗電流。（２）亮電阻光敏電阻在受光照射時(shí)的電阻稱為亮電阻,此時(shí)流過(guò)的電流稱為亮電流。（３）光電流亮電流與暗電流之差稱為光電流。３．光敏電阻的基本特性（1）伏安特性在一定照度下,流過(guò)光敏電阻的電流與光敏電阻兩端的電壓的關(guān)系稱為光敏電阻的伏安特性。圖16為硫化鎘光敏電阻的伏安特性曲線。由圖可見(jiàn),光敏第32頁(yè)/共91頁(yè)

圖16第33頁(yè)/共91頁(yè)

電阻在一定的電壓范圍內(nèi),其I-U曲線為直線，說(shuō)明其阻值與入射光量有關(guān),而與電壓、電流無(wú)關(guān)。在實(shí)際使用中,光敏電阻受耗散功率的限制,其工作電壓不能超過(guò)最高工作電壓,圖中功耗虛線是最大連續(xù)耗散功率為500mW的允許功耗曲線,一般光敏電阻的工作點(diǎn)選在該曲線以內(nèi)。（2）光譜特性光敏電阻的相對(duì)光敏靈敏度與入射波長(zhǎng)的關(guān)系稱為光譜特性,亦稱為光譜響應(yīng)。圖16為幾種不同材料光敏電阻的光譜特性。對(duì)應(yīng)于不同波長(zhǎng),光敏電阻的靈敏度是不同的。從圖17中可見(jiàn)硫化鎘光敏電阻的光譜響應(yīng)的峰值在可見(jiàn)光區(qū)域,常被用作光度量測(cè)量（照度計(jì)）的探頭。而硫化鉛光敏電阻響應(yīng)于近紅外和中紅外區(qū),常用做火焰探測(cè)器的探頭。第34頁(yè)/共91頁(yè)

圖17

表1第35頁(yè)/共91頁(yè)

（3）溫度特性溫度變化影響光敏電阻的光譜響應(yīng),同時(shí),光敏電阻的靈敏度和暗電阻都要改變,尤其是響應(yīng)于紅外區(qū)的硫化鉛光敏電阻受溫度影響更大。圖18為硫化鉛光敏電阻的光譜溫度特性曲線,它的峰值隨著溫度上升向波長(zhǎng)短的方向移動(dòng)。因此,硫化鉛光敏電阻要在低溫、恒溫的條件下使用。對(duì)于可見(jiàn)光的光敏電阻,其溫度影響要小一些。第36頁(yè)/共91頁(yè)

圖18第37頁(yè)/共91頁(yè)（4）光照特性圖19表示CdS光敏電阻的光照特性。在一定外加電壓下，光敏電阻的光電流和光通量之間的關(guān)系。不同類型光敏電阻光照特性不同，但光照特性曲線均呈非線性。因此它不宜作定量檢測(cè)元件，這是光敏電阻的不足之處。一般在自動(dòng)控制系統(tǒng)中用作光電開(kāi)關(guān)。012345I/mAL/lx10002000

圖19第38頁(yè)/共91頁(yè)（5）頻率特性當(dāng)光敏電阻受到脈沖光照射時(shí)，光電流要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定值，而在停止光照后，光電流也不立刻為零，這就是光敏電阻的時(shí)延特性。由于不同材料的光敏，電阻時(shí)延特性不同，所以它們的頻率特性也不同，如圖20。硫化鉛的使用頻率比硫化鎘高得多，但多數(shù)光敏電阻的時(shí)延都比較大，所以，它不能用在要求快速響應(yīng)的場(chǎng)合。20406080100Y-相對(duì)靈敏度/%X-f/Hz010102103104硫化鉛硫化鎘

圖20第39頁(yè)/共91頁(yè)（6）穩(wěn)定性

圖中曲線1、2分別表示兩種型號(hào)CdS光敏電阻的穩(wěn)定性。初制成的光敏電阻，由于體內(nèi)機(jī)構(gòu)工作不穩(wěn)定，以及電阻體與其介質(zhì)的作用還沒(méi)有達(dá)到平衡，所以性能是不夠穩(wěn)定的。但在人為地加溫、光照及加負(fù)載情況下，經(jīng)一至二周的老化，性能可達(dá)穩(wěn)定。光敏電阻在開(kāi)始一段時(shí)間的老化過(guò)程中，有些樣品阻值上升，有些樣品阻值下降，但最后達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值后就不再變了。這就是光敏電阻的主要優(yōu)點(diǎn)。光敏電阻的使用壽命在密封良好、使用合理的情況下，幾乎是無(wú)限長(zhǎng)的。相對(duì)靈敏度I/%408012016021T/h040080012001600

圖21第40頁(yè)/共91頁(yè)6.2.2內(nèi)光電效應(yīng)（光電導(dǎo)）及器件應(yīng)用實(shí)例圖6?26自動(dòng)照明燈電路自動(dòng)照明燈第41頁(yè)/共91頁(yè)6.2.2內(nèi)光電效應(yīng)（光電導(dǎo)）及器件圖6?27亮光報(bào)警電路亮光報(bào)警器第42頁(yè)/共91頁(yè)6.2.2內(nèi)光電效應(yīng)（光電導(dǎo)）及器件圖6?28標(biāo)識(shí)燈電路標(biāo)識(shí)燈第43頁(yè)/共91頁(yè)6.3光生伏特效應(yīng)器件勢(shì)壘效應(yīng)（結(jié)光電效應(yīng)）接觸半導(dǎo)體和PN結(jié)中，當(dāng)光線照射其接觸區(qū)域時(shí)，便引起光電動(dòng)勢(shì)，這就是結(jié)光電效應(yīng)。以PN結(jié)為例，光線照射PN結(jié)時(shí)，設(shè)光子能量大于禁帶寬度Eg，使價(jià)帶中的電子躍遷到導(dǎo)帶，而產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，在阻擋層內(nèi)電場(chǎng)的作用下，被光激發(fā)的電子移向N區(qū)外側(cè)，被光激發(fā)的空穴移向P區(qū)外側(cè)，從而使P區(qū)帶正電，N區(qū)帶負(fù)電，形成光電動(dòng)勢(shì)。第44頁(yè)/共91頁(yè)側(cè)向光電效應(yīng)當(dāng)半導(dǎo)體光電器件受光照不均勻時(shí)，載流子濃度梯度將會(huì)產(chǎn)生側(cè)向光電效應(yīng)。當(dāng)光照部分吸收入射光子的能量產(chǎn)生電子-空穴對(duì)時(shí)，光照部分的載流子濃度比未受光照部分的載流子濃度大，就出現(xiàn)了載流子濃度梯度，因而載流子就要擴(kuò)散。如果電子遷移率比空穴的大，那么空穴的擴(kuò)散不明顯，則電子向未被光照部分?jǐn)U散，就造成光照射的部分帶正電，未被光照射的部分帶負(fù)電，光照部分與未被光照部分產(chǎn)生光電動(dòng)勢(shì)?；谠撔?yīng)的光電器件如半導(dǎo)體光電位置敏感器件（PSD）。第45頁(yè)/共91頁(yè)6.4.1光生伏特效應(yīng)圖6?29pn結(jié)光電檢測(cè)電路圖6?30pn結(jié)光電檢測(cè)電路電流—電壓特性曲線第46頁(yè)/共91頁(yè)6.4.2光電池原理與結(jié)構(gòu)圖6?31硅光電池示意圖第47頁(yè)/共91頁(yè)6.4.2光電池應(yīng)用實(shí)例太陽(yáng)電池電源

圖6?32太陽(yáng)能電池電源系統(tǒng)第48頁(yè)/共91頁(yè)6.4.2光電池光電池在光電檢測(cè)和自動(dòng)控制方面的應(yīng)用

光電池在檢測(cè)和控制方面應(yīng)用中的幾種基本電路圖6?33光電追蹤電路第49頁(yè)/共91頁(yè)6.4.2光電池圖6?34光電開(kāi)關(guān)第50頁(yè)/共91頁(yè)6.4.2光電池圖6?35光電池觸發(fā)電路第51頁(yè)/共91頁(yè)6.4.2光電池圖6?36光電池放大電路第52頁(yè)/共91頁(yè)6.4.2光電池圖6?37太陽(yáng)電池對(duì)鎘鎳電池的充電電路第53頁(yè)/共91頁(yè)6.4光敏二極管光敏二極管的結(jié)構(gòu)與一般二極管相似。它裝在透明玻璃外殼中,其PN結(jié)裝在管的頂部,可以直接受到光照射光敏二極管在電路中一般是處于反向工作狀態(tài),在沒(méi)有光照射時(shí),反向電阻很大,反向電流很小,這反向電流稱為暗電流。當(dāng)光照射在PN結(jié)上時(shí),光子打在PN結(jié)附近,使PN結(jié)附近產(chǎn)生光生電子和光生空穴對(duì)。它們?cè)赑N結(jié)處的內(nèi)電場(chǎng)作用下作定向運(yùn)動(dòng),形成光電流。光的照度越大,光電流越大。因此光敏二極管在不受光照射時(shí),處于截止?fàn)顟B(tài),受光照射時(shí),處于導(dǎo)通狀態(tài)。第54頁(yè)/共91頁(yè)6.5.1結(jié)構(gòu)原理光敏二極管圖6?38典型光電二極管示意圖第55頁(yè)/共91頁(yè)6.5.1結(jié)構(gòu)原理雪崩光電二極管APD（AvalanchePhotoelectricDiode）是利用PN結(jié)加上高的反向偏壓時(shí)，發(fā)生的雪崩效應(yīng)而獲得電流增益的光電器件雪崩效應(yīng)示意圖第56頁(yè)/共91頁(yè)6.5.1結(jié)構(gòu)原理結(jié)光電二極管(PIN管)PIN管是光電二極管中的一種。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間夾著一層（相對(duì)）很厚的本征半導(dǎo)體。這樣，PN結(jié)的內(nèi)電場(chǎng)就基本上全集中于I層中，從而使PN結(jié)雙電層的間距加寬，結(jié)電容變小。由式τ=CjRL與f=1/2πτ知，Cj小，τ則小，頻帶將變寬。PIN管結(jié)構(gòu)示意圖第57頁(yè)/共91頁(yè)6.5.2光電二極管應(yīng)用實(shí)例光照度測(cè)量器圖6?41光照度測(cè)量電路(a)集電極輸出電路(b)發(fā)射極輸出電路第58頁(yè)/共91頁(yè)6.5.2光電二極管應(yīng)用實(shí)例心率測(cè)量?jī)x圖6?42手指光反射測(cè)量心率示意圖圖6?43手指光反射心率電路組成第59頁(yè)/共91頁(yè)6.5.2光電二極管應(yīng)用實(shí)例光電式數(shù)字轉(zhuǎn)速表圖6?44光電式數(shù)字轉(zhuǎn)速表工作原理第60頁(yè)/共91頁(yè)光敏晶體管與一般晶體管很相似,具有兩個(gè)PN結(jié),只是它的發(fā)射極一邊做得很大,以擴(kuò)大光的照射面積。大多數(shù)光敏晶體管的基極無(wú)引出線,當(dāng)集電極加上相對(duì)于發(fā)射極為正的電壓而不接基極時(shí),集電結(jié)就是反向偏壓；當(dāng)光照射在集電結(jié)上時(shí),就會(huì)在結(jié)附近產(chǎn)生電子-空穴對(duì),從而形成光電流,相當(dāng)于三極管的基極電流。由于基極電流的增加,因此集電極電流是光生電流的β倍,所以光敏晶體管有放大作用。第61頁(yè)/共91頁(yè)6.5光敏晶體管圖6?45NPN型光敏晶體管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和基本電路（a）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化模型；（b）基本電路第62頁(yè)/共91頁(yè)6.6.1光敏晶體管和光敏二極管基本特性光譜特性圖6?46光敏二極管和晶體管的光譜特性曲線第63頁(yè)/共91頁(yè)6.6.1光敏晶體管和光敏二極管基本特性伏安特性圖6?47硅光敏管的伏安特性（a）硅光敏二極管；（b）硅光敏晶體管第64頁(yè)/共91頁(yè)6.6.1光敏晶體管和光敏二極管基本特性溫度特性圖6?48光敏晶體管的溫度特性第65頁(yè)/共91頁(yè)6.6.2光電三極管應(yīng)用實(shí)例光電開(kāi)關(guān)圖6?49光信號(hào)控制的開(kāi)關(guān)電路第66頁(yè)/共91頁(yè)6.6.2光電三極管應(yīng)用實(shí)例條形碼掃描筆圖6?50條形碼掃描筆筆頭結(jié)構(gòu)第67頁(yè)/共91頁(yè)6.6色敏光電傳感器色敏光電傳感器實(shí)際上是光電傳感器的一種特殊類型。它是兩只結(jié)深不同的的光電二極管組合體，其結(jié)構(gòu)和工作原理的等效電路如圖所示。

具體使用時(shí)，首先對(duì)該色敏器件進(jìn)行標(biāo)定，也就是測(cè)定在不同波長(zhǎng)光照射下，深結(jié)的短路電流ISD2與淺結(jié)的短路電流ISD1的比值ISD2/ISD1

。ISD2在長(zhǎng)波區(qū)較大，ISD1在短波區(qū)較大；因而ISD2/ISD1與入射單色光波長(zhǎng)的關(guān)系就可以確定。根據(jù)標(biāo)定曲線，實(shí)測(cè)出某一單色光的短路電流比值，即可確定該單色光的波長(zhǎng)。第68頁(yè)/共91頁(yè)雙結(jié)光電二極管的P+-N結(jié)為淺結(jié)，N-P結(jié)為深結(jié)。當(dāng)光照射時(shí)，P+，N，P三個(gè)區(qū)域及其間的勢(shì)壘區(qū)均有光子吸收，但是吸收的效率不同。紫外光部分吸收系數(shù)大，經(jīng)過(guò)很短距離就被吸收完畢；因此，淺結(jié)對(duì)紫外光有較高靈敏度。而紅外光部分吸收系數(shù)小，光子主要在深結(jié)處被吸收；因此，深結(jié)對(duì)紅外光有較高的靈敏度。即半導(dǎo)體中不同的區(qū)域?qū)Σ煌ㄩL(zhǎng)分別具有不同靈敏度。這一特性為識(shí)別顏色提供了可能性。利用不同結(jié)深二極管的組合，即可構(gòu)成測(cè)定波長(zhǎng)的半導(dǎo)體色敏傳感器。第69頁(yè)/共91頁(yè)6.6.1雙結(jié)型色彩傳感器圖6?52雙結(jié)型色彩傳感器光譜特性第70頁(yè)/共91頁(yè)6.6.1雙結(jié)型色彩傳感器圖6?53短路電流比與波長(zhǎng)特性第71頁(yè)/共91頁(yè)6.6.2非晶態(tài)集成色彩傳感器圖6?54非晶態(tài)集成色彩傳感器圖6?55相對(duì)靈敏度與波長(zhǎng)特性第72頁(yè)/共91頁(yè)6.6.2非晶態(tài)集成色彩傳感器圖6?56非晶態(tài)集成色彩傳感器輸出電壓與入射光照度關(guān)系圖6?57非晶態(tài)集成色彩傳感器放大電路第73頁(yè)/共91頁(yè)6.6.3應(yīng)用實(shí)例圖6?58采用色敏傳感器GP1W04構(gòu)成的色溫度度計(jì)第74頁(yè)/共91頁(yè)6.7光電耦合器件光電耦合器件是由發(fā)光元件（如