改 6半導(dǎo)體結(jié)型光電器件

1、第第0606章章 半導(dǎo)體結(jié)型光電器件半導(dǎo)體結(jié)型光電器件利用半導(dǎo)體光伏效應(yīng)制作的器件稱(chēng)為利用半導(dǎo)體光伏效應(yīng)制作的器件稱(chēng)為光伏探光伏探測(cè)器測(cè)器，也稱(chēng)，也稱(chēng)結(jié)型結(jié)型光電器件。光電器件。 PNPN結(jié)受到光照時(shí)，可在結(jié)受到光照時(shí)，可在PNPN結(jié)的兩端產(chǎn)生光生結(jié)的兩端產(chǎn)生光生電勢(shì)差，這種現(xiàn)象則稱(chēng)為電勢(shì)差，這種現(xiàn)象則稱(chēng)為光伏效應(yīng)光伏效應(yīng)。 光伏效應(yīng)：光伏效應(yīng)：結(jié)型光電器件：結(jié)型光電器件：簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)PV（Photovoltaic）探測(cè)器）探測(cè)器結(jié)型光電器件結(jié)型光電器件簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)PV（Photovolt）單元器件線(xiàn)陣器件四象限器件 結(jié)型器件和光電導(dǎo)器件的主要區(qū)別結(jié)型器件和光電導(dǎo)器件的主要區(qū)別 產(chǎn)生光電變換部位不同產(chǎn)

2、生光電變換部位不同 光敏電阻：任何部位光敏電阻：任何部位 結(jié)型器件：結(jié)區(qū)及其附近結(jié)型器件：結(jié)區(qū)及其附近 外加電壓不同外加電壓不同 光敏電阻：加偏壓，無(wú)極性要求光敏電阻：加偏壓，無(wú)極性要求 結(jié)型器件：加偏壓則有極性要求；也可不加結(jié)型器件：加偏壓則有極性要求；也可不加 響應(yīng)速度不同響應(yīng)速度不同 光敏電阻：慢（取決于載流子產(chǎn)生與復(fù)合速度）光敏電阻：慢（取決于載流子產(chǎn)生與復(fù)合速度） 結(jié)型器件：快（取決于載流子漂移運(yùn)動(dòng)）結(jié)型器件：快（取決于載流子漂移運(yùn)動(dòng)） 內(nèi)增益不同內(nèi)增益不同 光敏電阻：大光敏電阻：大 結(jié)型器件：光電三極管、雪崩二極管內(nèi)增益大結(jié)型器件：光電三極管、雪崩二極管內(nèi)增益大第第0606章章 半

3、導(dǎo)體結(jié)型光電器件半導(dǎo)體結(jié)型光電器件6.1 6.1 結(jié)型光電器件的原理結(jié)型光電器件的原理6.2 6.2 常用結(jié)型光電器件常用結(jié)型光電器件6.3 6.3 結(jié)型光電器件組合器件結(jié)型光電器件組合器件6.4 6.4 結(jié)型光電器件的偏置電路結(jié)型光電器件的偏置電路6.16.1結(jié)型光電器件的原理結(jié)型光電器件的原理光照下的光照下的PN結(jié)電流方程及伏安特性結(jié)電流方程及伏安特性電流方程電流方程 /0p1eUkTIIeI伏安特性伏安特性 伏安特性伏安特性第一象限：普通二極管，光電流被擴(kuò)第一象限：普通二極管，光電流被擴(kuò)散電流淹沒(méi)散電流淹沒(méi) ，不能用作光電探測(cè)器，不能用作光電探測(cè)器/0p1eUkTIIeI伏安特性伏安特性

4、第三象限：第三象限：光電導(dǎo)模式光電導(dǎo)模式 反偏反偏 光電二極管光電二極管 工作區(qū)域工作區(qū)域 光電導(dǎo)模式可以減光電導(dǎo)模式可以減小載流子的渡越時(shí)小載流子的渡越時(shí)間和二極管的極間間和二極管的極間電容，有利于提高電容，有利于提高器件的器件的響應(yīng)靈敏度響應(yīng)靈敏度和和響應(yīng)頻率響應(yīng)頻率。 /0p1eUkTpIIeII 第四象限：第四象限：光伏模式光伏模式 零偏零偏 光電池光電池 工作區(qū)域工作區(qū)域伏安特性伏安特性/0p1eUkTIIeI光伏模式暗光伏模式暗電流為零電流為零 伏安特性伏安特性光電二極管光電二極管 光電池光電池 普通二極管普通二極管 等效電路等效電路 /0p1eUkTIIeI電流源電流源普通二極管

5、普通二極管 開(kāi)路電壓開(kāi)路電壓Uoc和短路電流和短路電流Iscp/01IeIIkTqUI=0（負(fù)載電阻RL），光伏探測(cè)器兩端的電壓稱(chēng)為開(kāi)路電壓 ocp0ln/1kTUIIq（）U=0（負(fù)載電阻RL=0），流過(guò)光伏探測(cè)器稱(chēng)為短路電流 scpIIS E 第第0606章章 半導(dǎo)體結(jié)型光電器件半導(dǎo)體結(jié)型光電器件6.1 6.1 結(jié)型光電器件的原理結(jié)型光電器件的原理6.2 6.2 常用結(jié)型光電器件常用結(jié)型光電器件6.3 6.3 結(jié)型光電器件組合器件結(jié)型光電器件組合器件6.4 6.4 結(jié)型光電器件的偏置電路結(jié)型光電器件的偏置電路6.2 6.2 常用結(jié)型光電器件常用結(jié)型光電器件6.2.1 6.2.1 硅光電池硅

6、光電池 6.2.2 6.2.2 硅光電二極管硅光電二極管6.2.3 6.2.3 硅光電三極管硅光電三極管6.2.4 PIN6.2.4 PIN光電二極管光電二極管6.2.5 6.2.5 雪崩光電二極管雪崩光電二極管用途分類(lèi)：用途分類(lèi)：主要功能是作為光電探測(cè)主要功能是作為光電探測(cè)用，光照特性的用，光照特性的線(xiàn)性度好線(xiàn)性度好太陽(yáng)能光電池太陽(yáng)能光電池測(cè)量光電池測(cè)量光電池主要用作電源，轉(zhuǎn)換效率主要用作電源，轉(zhuǎn)換效率高、成本低高、成本低(Solar Cells) 6.2.1 6.2.1 硅光電池硅光電池 材料分類(lèi)：材料分類(lèi)：硒、氧化亞銅、硫化鉈、硫化鎘、鍺、硅、硒、氧化亞銅、硫化鉈、硫化鎘、鍺、硅、砷化鎵

7、等砷化鎵等結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：電極：多做成梳齒電極：多做成梳齒壯，目的壯，目的 減小串聯(lián)減小串聯(lián)電阻和便于透光電阻和便于透光SiO2層：增透，層：增透，防潮防潮 2DR：型硅作基底，型薄膜為受光面：型硅作基底，型薄膜為受光面 2CR：型硅作基底，型薄膜為受光面：型硅作基底，型薄膜為受光面 等效電路等效電路硅光電池電流方程硅光電池電流方程/0p1eUkTIIeI伏安特性伏安特性表示不同照度下，輸出電流和電壓隨表示不同照度下，輸出電流和電壓隨負(fù)載電負(fù)載電阻阻變化的曲線(xiàn)變化的曲線(xiàn)無(wú)外加偏壓無(wú)外加偏壓（自偏壓自偏壓）照度照度電流電壓特性電流電壓特性照度照度負(fù)載特性負(fù)載特性負(fù)載小，線(xiàn)性范圍大負(fù)載小，線(xiàn)性范圍大線(xiàn)

8、性變壞線(xiàn)性變壞光譜特性光譜特性長(zhǎng)波限：取決于材料的長(zhǎng)波限：取決于材料的禁帶寬度禁帶寬度Eg短波響應(yīng)度下降原因：短波響應(yīng)度下降原因：1.等能量曲線(xiàn)，短波光等能量曲線(xiàn)，短波光子數(shù)少子數(shù)少2.在表面附近全被吸收，在表面附近全被吸收，復(fù)合率高復(fù)合率高頻率特性頻率特性光伏探測(cè)器頻率特性一般由光伏探測(cè)器頻率特性一般由電路時(shí)間常數(shù)電路時(shí)間常數(shù)決定決定光電導(dǎo)探測(cè)器頻率特性一般由光電導(dǎo)探測(cè)器頻率特性一般由載流子壽命載流子壽命決定決定.LjR C要獲得快速響應(yīng)要獲得快速響應(yīng),要使要使小小:使用小的負(fù)載使用小的負(fù)載; 選用小面積光電池選用小面積光電池光電倍增管頻率特性一般由光電倍增管頻率特性一般由電路時(shí)間常數(shù)電路時(shí)

9、間常數(shù)決定決定若光電池接收正弦型光照若光電池接收正弦型光照時(shí)常用頻率特性曲線(xiàn)表示時(shí)常用頻率特性曲線(xiàn)表示 綜上，負(fù)載的選擇：綜上，負(fù)載的選擇：RL?。壕€(xiàn)性好小：線(xiàn)性好RL?。侯l響提高小：頻響提高RL?。狠敵鲭妷旱托。狠敵鲭妷旱停ㄟ\(yùn)放輸出）（運(yùn)放輸出）溫度特性溫度特性光電池的溫度特性是指光照下光電池開(kāi)路電壓光電池的溫度特性是指光照下光電池開(kāi)路電壓Voc與短路電流與短路電流Isc隨溫度的變化情況隨溫度的變化情況 溫度過(guò)高會(huì)致使半導(dǎo)體晶格破壞，注意強(qiáng)光照射及散熱 入光面高摻雜且薄，基底輕摻雜：入光面高摻雜且薄，基底輕摻雜：透光透光結(jié)區(qū)寬，以保證吸收更多的入射光結(jié)區(qū)寬，以保證吸收更多的入射光結(jié)區(qū)多在基底

10、結(jié)區(qū)多在基底,光生載流子大多產(chǎn)生于結(jié)區(qū)光生載流子大多產(chǎn)生于結(jié)區(qū),省去擴(kuò)散時(shí)間省去擴(kuò)散時(shí)間6.2.2 6.2.2 硅光電二極管硅光電二極管結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：（Photodiode，簡(jiǎn)稱(chēng)，簡(jiǎn)稱(chēng)PD） 2CU2DU重?fù)诫s重?fù)诫s襯底材料摻雜濃度較低；光電池，10161019原子數(shù)/厘米3(自身消耗能量小)。硅光電二極管：10121013原子數(shù)/厘米3 (結(jié)區(qū)大)電阻率較高；結(jié)區(qū)面積?。ńY(jié)電容小，C=S/d）；頻率響應(yīng)快，受光面積?。娏鱱A量級(jí)）光電池受光面積大（電流mA量級(jí)）通常多工作于反偏置狀態(tài)；比較：光電二極管與光電池比較：光電二極管與光電池科科1616表面漏電流表面漏電流SiO2中的雜質(zhì)正離子使中的

11、雜質(zhì)正離子使P區(qū)形成反型層，反型層是區(qū)形成反型層，反型層是漏電流形成的通道漏電流形成的通道2DU：環(huán)極的電位高于前極，：環(huán)極的電位高于前極，大部分漏電流從環(huán)極流向后大部分漏電流從環(huán)極流向后極，不再流過(guò)負(fù)載極，不再流過(guò)負(fù)載RL2DU：無(wú)表面漏電無(wú)表面漏電2CU：輸出電路輸出電路6.2.3 6.2.3 硅光電三極管硅光電三極管又稱(chēng)為光電晶體管（又稱(chēng)為光電晶體管（Phototransistor，簡(jiǎn)稱(chēng)，簡(jiǎn)稱(chēng)PT） 光電三極管在電子線(xiàn)路中的符號(hào)光電三極管在電子線(xiàn)路中的符號(hào)硅光電三極管既具有光電二極管的作用，又具有硅光電三極管既具有光電二極管的作用，又具有普通晶體三極管的普通晶體三極管的電流放大電流放大作

12、用，因而它內(nèi)增益作用，因而它內(nèi)增益大，輸出光電流大大，輸出光電流大 電極：有三根引線(xiàn)的，電極：有三根引線(xiàn)的，也有二根引線(xiàn)的也有二根引線(xiàn)的 光電三極管的結(jié)構(gòu)和普光電三極管的結(jié)構(gòu)和普通晶體管類(lèi)似，但它的通晶體管類(lèi)似，但它的外殼留有外殼留有光窗光窗 工作電壓：集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏 有基極外引線(xiàn)的產(chǎn)品便于調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn) 光電三極管可等效為一個(gè)硅光電二極管和一個(gè)普通晶體管組合而成。 bPEIISE11ebEIISE光電二極管與光電三極管比較光電二極管與光電三極管比較光電三極管：輸出光電流大 光電特性“非線(xiàn)性” ,頻率特性較差光照特性光照特性伏安特性伏安特性在相同照度下，硅光電二極管的光電流在在相同照度

13、下，硅光電二極管的光電流在A A級(jí)級(jí)而硅光電三極管的在而硅光電三極管的在mAmA量級(jí)。量級(jí)。在零偏置下，硅光電二極管仍有光電流輸出，在零偏置下，硅光電二極管仍有光電流輸出，而硅光電三極管沒(méi)有光電流輸出。而硅光電三極管沒(méi)有光電流輸出。當(dāng)工作電壓較低時(shí)，硅光電三極管比光電二級(jí)當(dāng)工作電壓較低時(shí)，硅光電三極管比光電二級(jí)管非線(xiàn)性嚴(yán)重管非線(xiàn)性嚴(yán)重在一定的偏壓下，硅光電三極管的伏安特性曲在一定的偏壓下，硅光電三極管的伏安特性曲線(xiàn)在低照度時(shí)較均勻，高照度時(shí)曲線(xiàn)表現(xiàn)出越來(lái)越密。線(xiàn)在低照度時(shí)較均勻，高照度時(shí)曲線(xiàn)表現(xiàn)出越來(lái)越密。雖然光電二極管也有此現(xiàn)象，但硅光電三極管?chē)?yán)重得雖然光電二極管也有此現(xiàn)象，但硅光電三極管?chē)?yán)

14、重得多（照度特性）多（照度特性）溫度特性溫度特性硅光電三極管的硅光電三極管的光電流光電流和和暗電流暗電流受溫度影響比硅受溫度影響比硅光電二極管大得多光電二極管大得多頻率特性頻率特性硅光電二極管硅光電二極管LjRC決定頻率響應(yīng)的主要因素是電路時(shí)間常數(shù)決定頻率響應(yīng)的主要因素是電路時(shí)間常數(shù) 1122221() 1() PLPLLLjIRIRVR C對(duì)于調(diào)制頻率為對(duì)于調(diào)制頻率為的入射光的入射光 LjRC減小減小RL雖能提高頻率雖能提高頻率特性，但使輸出電壓下特性，但使輸出電壓下降（運(yùn)放）降（運(yùn)放）從電路上看，從電路上看，RL越大輸出電壓越大，但越大輸出電壓越大，但RL太大會(huì)使輸太大會(huì)使輸出電壓呈非線(xiàn)性

15、出電壓呈非線(xiàn)性頻率特性頻率特性硅光電三極管硅光電三極管由于非線(xiàn)性光照特性，加之三極管的電流放由于非線(xiàn)性光照特性，加之三極管的電流放大作用，硅光電三極管作為光電開(kāi)關(guān)適合于各種大作用，硅光電三極管作為光電開(kāi)關(guān)適合于各種光電控制。光電控制。 決定其響應(yīng)時(shí)間的因素決定其響應(yīng)時(shí)間的因素（a）發(fā)射結(jié)時(shí)間常數(shù)）發(fā)射結(jié)時(shí)間常數(shù) （b）集電結(jié)時(shí)間常數(shù)）集電結(jié)時(shí)間常數(shù)RL的選擇與光電二極管相同采用高增益、的選擇與光電二極管相同采用高增益、低輸入阻抗的運(yùn)放，改善動(dòng)態(tài)性能低輸入阻抗的運(yùn)放，改善動(dòng)態(tài)性能6.2.4 PIN光電二極管光電二極管結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：在摻雜濃度很高的在摻雜濃度很高的P型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間

16、夾著一層較型半導(dǎo)體之間夾著一層較厚的高阻本征半導(dǎo)體厚的高阻本征半導(dǎo)體I 結(jié)電容變得更小，頻率響應(yīng)高，帶寬可達(dá)結(jié)電容變得更小，頻率響應(yīng)高，帶寬可達(dá)10GHz；線(xiàn)性輸出范圍寬，線(xiàn)性輸出范圍寬，i層較厚，可承受較高偏壓層較厚，可承受較高偏壓光電二極管的強(qiáng)光飽和原因光電二極管的強(qiáng)光飽和原因光電流過(guò)大，導(dǎo)致負(fù)載分光電流過(guò)大，導(dǎo)致負(fù)載分壓過(guò)大，光電管偏壓減小，內(nèi)建電場(chǎng)減小，電流下降壓過(guò)大，光電管偏壓減小，內(nèi)建電場(chǎng)減小，電流下降PIN管可提高電源電壓，緩解偏壓減小對(duì)內(nèi)建電場(chǎng)的影響管可提高電源電壓，緩解偏壓減小對(duì)內(nèi)建電場(chǎng)的影響量子效率高，靈敏度增大量子效率高，靈敏度增大耗盡層厚度增加，增大了光電轉(zhuǎn)換區(qū)域（載流

17、子大多出現(xiàn)耗盡層厚度增加，增大了光電轉(zhuǎn)換區(qū)域（載流子大多出現(xiàn)在耗盡區(qū)，能在壽命內(nèi)漂移到在耗盡區(qū)，能在壽命內(nèi)漂移到PN區(qū)，為光電壓作貢獻(xiàn)）區(qū)，為光電壓作貢獻(xiàn)）提高了對(duì)長(zhǎng)波的吸收提高了對(duì)長(zhǎng)波的吸收淺結(jié)對(duì)短波長(zhǎng)吸收多，深結(jié)對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)吸收多淺結(jié)對(duì)短波長(zhǎng)吸收多，深結(jié)對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)吸收多特點(diǎn)：特點(diǎn)：應(yīng)用：應(yīng)用： 光通信等快速光檢測(cè)領(lǐng)域光通信等快速光檢測(cè)領(lǐng)域 高反壓高反壓(100200 V) 強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)電場(chǎng) 載流子加速載流子加速 碰撞碰撞 新載流子新載流子雪崩倍增雪崩倍增 光電流的放大光電流的放大 1.結(jié)構(gòu)原理：結(jié)構(gòu)原理：6.2.5 雪崩光電二極管雪崩光電二極管響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間:0.5ns光電增益光電增益M:1021

18、03 截止頻率截止頻率:f=100GHz噪聲等效功率噪聲等效功率:10-15w應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域:光纖通訊、弱信號(hào)檢測(cè)、光纖通訊、弱信號(hào)檢測(cè)、激光測(cè)距等領(lǐng)域。激光測(cè)距等領(lǐng)域。2.光電增益光電增益M ：p0B11pnpIIMqNIUUUB為擊穿電壓為擊穿電壓 n：13。取決于半導(dǎo)體材。取決于半導(dǎo)體材料摻雜，輻射波長(zhǎng)。料摻雜，輻射波長(zhǎng)。U增加到接近增加到接近UB 得到很得到很大的倍增大的倍增 U很低很低 沒(méi)有倍增現(xiàn)象沒(méi)有倍增現(xiàn)象 U超過(guò)超過(guò)UB 噪聲電流很大噪聲電流很大 APD合適工作點(diǎn)：合適工作點(diǎn)： U接近接近UB，但不超過(guò)，但不超過(guò)UB與溫度的關(guān)系與溫度的關(guān)系穩(wěn)定穩(wěn)定APD工作點(diǎn)：工作點(diǎn)： 1.

19、 穩(wěn)壓穩(wěn)壓 2. 恒溫恒溫穩(wěn)定穩(wěn)定APD工作點(diǎn)：工作點(diǎn)： 1. 穩(wěn)壓穩(wěn)壓 2. 恒溫恒溫APD工作電路舉例：工作電路舉例：W1W2為粗細(xì)調(diào)電位的變阻器為粗細(xì)調(diào)電位的變阻器C為穩(wěn)壓電容為穩(wěn)壓電容R為限流電阻為限流電阻第第0606章章 半導(dǎo)體結(jié)型光電器件半導(dǎo)體結(jié)型光電器件6.1 6.1 結(jié)型光電器件的原理結(jié)型光電器件的原理6.2 6.2 常用結(jié)型光電器件常用結(jié)型光電器件6.3 6.3 結(jié)型光電器件組合器件結(jié)型光電器件組合器件6.4 6.4 結(jié)型光電器件的偏置電路結(jié)型光電器件的偏置電路 6.3結(jié)型光電器件組合器件結(jié)型光電器件組合器件也稱(chēng)為集成結(jié)型光電器件6.3.16.3.1半導(dǎo)體色敏感器件半導(dǎo)體色敏

20、感器件 6.3.26.3.2象限式光電器件象限式光電器件6.3.26.3.2光電位置探測(cè)器光電位置探測(cè)器6.3.46.3.4光電耦合器光電耦合器半導(dǎo)體色敏器件特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低等。在工業(yè)上可以自動(dòng)檢測(cè)紙、紙漿、染料的顏色；醫(yī)學(xué)上可以測(cè)定皮膚、牙齒等的顏色；用于家電中電視機(jī)的彩色調(diào)整、商品顏色及代碼的讀取等它是非常有發(fā)展前途的一種新型半導(dǎo)體光電器件。6.3.16.3.1半導(dǎo)體色敏感器件半導(dǎo)體色敏感器件 1.1.結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)原理 同一塊硅片上制造的兩個(gè)深淺不同的PN結(jié)：PD1為淺結(jié)，對(duì)波長(zhǎng)短的光響應(yīng)率高；PD2為深結(jié)，對(duì)波長(zhǎng)長(zhǎng)的光響應(yīng)率高。雙結(jié)光電二極管半導(dǎo)體色敏器件 Isc2/Isc

21、122Tsc2ssc20c1T1sc11lglglgRRVIIVRIVIR2.2.檢測(cè)電路檢測(cè)電路 6.3.26.3.2象限式光電器件象限式光電器件準(zhǔn)直、定位、準(zhǔn)直、定位、跟蹤、頻譜分析跟蹤、頻譜分析各種象限式光電器件示意圖 工作原理工作原理VxVyxVxVyy象限探測(cè)器的明顯缺點(diǎn)象限探測(cè)器的明顯缺點(diǎn): 由于需要分割由于需要分割,從而產(chǎn)生死區(qū)從而產(chǎn)生死區(qū)若被測(cè)光斑全部落入某個(gè)象限時(shí)若被測(cè)光斑全部落入某個(gè)象限時(shí),輸出信輸出信號(hào)無(wú)法表示光斑位置號(hào)無(wú)法表示光斑位置. 測(cè)量精度與光強(qiáng)變化及漂移密切相關(guān)測(cè)量精度與光強(qiáng)變化及漂移密切相關(guān)科科1717特點(diǎn)：特點(diǎn)：光敏面上光敏面上無(wú)象限分隔線(xiàn)無(wú)象限分隔線(xiàn)，對(duì)光

22、斑位置，對(duì)光斑位置可進(jìn)行可進(jìn)行 連續(xù)測(cè)量連續(xù)測(cè)量，位置分辨率，位置分辨率高高 6.3.36.3.3光電位置探測(cè)器光電位置探測(cè)器一維一維PSD結(jié)構(gòu)三層： 上面為P層 下面為N層 中間為I層P層光敏層，電阻均勻 P P層的電阻率分布均勻、負(fù)載及電極接觸電阻為零層的電阻率分布均勻、負(fù)載及電極接觸電阻為零 LIIIIxILxLIILxLI1212020122，6.3.46.3.4光電耦合器（對(duì)管）光電耦合器（對(duì)管）光電耦合器光電耦合器是發(fā)光器件與接收器件組合的一種元件是發(fā)光器件與接收器件組合的一種元件按用途分類(lèi)：按用途分類(lèi)：光電隔離器、光傳感器光電隔離器、光傳感器發(fā)光器件：發(fā)光器件： 常采用發(fā)光二極管

23、常采用發(fā)光二極管接收器件：接收器件： 常用光電二極管、光電三極管、光集成電路等常用光電二極管、光電三極管、光集成電路等 光傳感器光傳感器: :是一種固體傳感器是一種固體傳感器, ,主要用以檢測(cè)物體的主要用以檢測(cè)物體的長(zhǎng)度或檢測(cè)物體有無(wú)長(zhǎng)度或檢測(cè)物體有無(wú)的狀態(tài)的狀態(tài). .光電隔離器：光電隔離器：在電路之間傳送在電路之間傳送信息信息, ,以便實(shí)現(xiàn)電以便實(shí)現(xiàn)電路間的路間的電氣隔離電氣隔離和和消除噪聲消除噪聲影響影響第第0606章章 半導(dǎo)體結(jié)型光電器件半導(dǎo)體結(jié)型光電器件6.1 6.1 結(jié)型光電器件的原理結(jié)型光電器件的原理6.2 6.2 常用結(jié)型光電器件常用結(jié)型光電器件6.3 6.3 結(jié)型光電器件組合器

24、件結(jié)型光電器件組合器件6.4 6.4 結(jié)型光電器件的偏置電路結(jié)型光電器件的偏置電路6.4 6.4 光伏探測(cè)器的偏置電路光伏探測(cè)器的偏置電路為使器件正常工作，提供合適的電流或者電壓為使器件正常工作，提供合適的電流或者電壓TRb+UCCcR偏置電路偏置電路: :例如：例如：意義：意義：1. 1. 提高探測(cè)靈敏度提高探測(cè)靈敏度2. 2. 提高頻率響應(yīng)提高頻率響應(yīng)3. 3. 降低噪聲降低噪聲4. 4. 線(xiàn)性工作線(xiàn)性工作偏置電壓偏置電壓偏置電阻偏置電阻反向偏置電路反向偏置電路 自偏置電路自偏置電路 6.4.1自偏置電路自偏置電路2 2短路或線(xiàn)性電流放大區(qū)短路或線(xiàn)性電流放大區(qū)3 3空載電壓輸出區(qū)空載電壓輸

25、出區(qū)1 1功率放大區(qū)功率放大區(qū)1 1：光電池：光電池2 2、3 3：光電檢測(cè)、控制：光電檢測(cè)、控制1 1功率放大區(qū)功率放大區(qū)0.7/LoptocscRVI2 2短路或線(xiàn)性電流放大區(qū)短路或線(xiàn)性電流放大區(qū)電流電流放大放大型型放大器的輸入電阻為：放大器的輸入電阻為： r1fiRAri =010 線(xiàn)性放大區(qū)：線(xiàn)性放大區(qū)：線(xiàn)性好、輸出光電流大，暗電流近線(xiàn)性好、輸出光電流大，暗電流近似為零、信噪比好，適合弱光信號(hào)檢測(cè)。似為零、信噪比好，適合弱光信號(hào)檢測(cè)。時(shí)間特性好時(shí)間特性好電壓并聯(lián)負(fù)反饋，電壓并聯(lián)負(fù)反饋，輸入輸出電阻低輸入輸出電阻低3 3空載電壓輸出區(qū)空載電壓輸出區(qū)RL1M 光電池處于接近開(kāi)路狀態(tài)光電池處于接近開(kāi)路狀態(tài)V+約等于約等于Voc 光照，光照，“+”端電壓從端電壓從0跳躍到跳躍到0.450.6V空載電壓輸出區(qū)：空載電壓輸出區(qū)：具有很高的光電轉(zhuǎn)換靈敏