第十讲 光电探测器的物理效应.pptVIP

* * * * * * * * 五、光伏效应 指光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象，称为光生伏特效应（简称为光伏效应）。 14 光伏被定义为射线能量的直接转换。在实际应用中通常指太阳能向电能的转换，即太阳能光伏。 光伏效应也是太阳能发电的基本原理。 五、光伏效应 13 利用光伏效应的器件 光电池 光电二极管 光电三极管 光电场效应管 雪崩型光电二极管 光电三极管 光电场效应管 雪崩型光电二极管 三种效应对照 12 光电导效应和光生伏特效应都属于内光电效应。 六、温差电效应 由两种不同材料制成的结点由于受到某种因素作用而出现了温差，就有可能在两结点间产生电动势，回路中产生电流，这就是温差电效应。该温差电动势又叫塞贝克(T.J.Seebeck)电动势。 11 x y T1 T2 1 2 导体a 导体b 七、热释电效应 10 在某些电解质晶体中，不加外电场就存在电极化现象，且具有一定的极化强度，这种极化强度称为自发极化强度， Ps为自发极化强度方向。具有自发极化的晶体，由于在晶体发生温度变化时，就会产生热释电效应，因而称为热释电晶体。 热释电流只与热释电材料的温度变化率有关，与温度本身无关。 主要用于防盗报警和安全报警装置（防止人们误入危险区）、自动门、自动照明装置、火灾报警等一些自动控制系统中。 七、热释电效应 9 红外热释电传感器 热释电人体红外线传感器原理图 八、光电转换定律 光辐射量转换为光电流量的过程 ——光电转换 D—探测器的光电转换因子 光子 电极 电极 耗尽层 SiO2 p + n n + 8 ——探测器的量子效率 八、光电转换定律 7 **光功率P正比于光电场的平方 ——平方律探测器——非线性器件(本质) *光电探测器对入射功率响应(光电流) ——一个光子探测器可视为一个电流源 八、光电转换定律 6 光电探测器件的特点 光子器件 热电器件 响应波长有选择性，一般有截止波长，超过该波长，器件无响应 响应波长无选择性，对可见光到远红外的各种波长的辐射同样敏感 响应快，吸收辐射产生信号需要的时间短，一般为纳秒到几百微秒 响应慢，一般为几毫秒 5 A、光电发射效应 B、光 电 导 效 应 C、光生伏特效应 D、光 磁 效 应 BCD 1、光与物质的作用实质是光子与电子的作用，电子吸收光子的能量后，改变了电子的运动规律。由于物质的结构和物理性能不同，以及光和物质的作用条件不同，在光子作用下产生的载流子就有不同的规律，因而导致了不同的光电效应。以下是属于内光电效应的有（ ）。 4 知识巩固 2、在光线作用下，半导体的电导率增加的现象属于( ) A、外光电效应 B、内光电效应 C、光电发射 D、光导效应 BD 3 知识巩固 本讲小结 1、光子效应、光热效应、光电发射效应、光电导效应、光伏效应、热释电效应、温差电效应概念、特点、应用等 2 3、光电转换定律的含义、应用 2、量子效率的含义、表达式、光电转换关系 探测器件 热电探测元件 光子探测元件 气体光电探测元件 外光电效应 内光电效应 非放大型 放 大 型 光电导探测器 光磁电探测器 光生伏特探测器 本征型 掺杂型 非放大 放大型 真空光电管 充气光电管 光电倍增管 变像管 摄像管 像增强器 光敏电阻 红外探测器 光电池 光电二极管 光电三极管 光电场效应管 雪崩型光电二极管 1 * * * * * * * * * * * * * * * * * * 西南科技大学 School of Science,Southwest University 西南科技大学 School of Science,Southwest University 西南科技大学 School of Science,Southwest University 西南科技大学 School of Science,Southwest University 西南科技大学 School of Science,Southwest University 西南科技大学 School of Science,Southwest University 《光电子技术》 Photoelectronic Technique 光电探测器的物理效应 周自刚 本讲主要内容 一、光子效应 三、光电发射效应 四、光电导效应 五、光伏效应 六、温差电效应