光电转换器件的原理是什么?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/25 10:24:02
光电转换器件的原理是什么?
光电转换器件的原理是什么?
光电转换器件的原理是什么?
传感器技术中很重要的一类称为光传感器.光传感器通常是指紫外到红外波长范围的传感器,其类型可分为量子探测器和热探测器两类.本实验将介绍常用的量子探测器或称光子探测器,它是利用材料的光电效应制作成的探测器,故也称为光电转换器.其主要参数有响应度(灵敏度)、光谱响应范围、响应时间和可探测的最小辐射功率等.\x0d光电转换器件主要是利用光电效应将光信号转换成电信号.自光电效应发现至今,光电转换器件获得了突飞猛进的发展,目前各种光电转换器件已广泛地应用在各行各业.常用的光电效应转换器件有光敏电阻、光电倍增器、光电池、PIN管、CCD等.\x0d光电倍增器是把微弱的输入转换为电子,并使电子获得倍增的电真空器件.当光信号强度发生变化时,阴极发射的光电子数目相应变化,由于各倍增极的倍增因子基本上保持常数,所以阳极电流亦随光信号的变化而变化,此即光电倍增管的简单工作过程.由此可见,光电倍增管的性能主要由光阴极、倍增极及极间电压决定.光电阴极受强光照射后,由于发射电子的速率很高,光电阴极内部来不及重新补充电子,因此使光电倍增管的灵敏度下降.如果入射光强度太高,导致器件内电流太大,以至于电阴极和倍增极因发射二分解,就会造成光电倍增管的永久性波坏.因此,使用光电倍增管时,应避免强光直接入射.光电倍增管一般用来测弱光信号.\x0d光电池是把光能直接变成电能的器件,可作为能源器件使用,如卫星上使用的太阳能电池.它也可作为光电子探测器件.\x0d光电二极管有耗尽层光电二极管和雪崩光电二极管两种.半导体pn结区附近成为耗尽层,该层的两侧是相对高的空间电荷区,而耗尽层内通常情况下并不存在电子和空穴.只有当光照射pn结时才能使耗尽层内产生载流子(电子-空穴对),载流子被结内电场加速形成光电流.利用该原理制成的光电二极管称为耗尽层光电二极管.耗尽层光电二极管有pin层、pn层、金属-半导体型、异质型等\x0dCCD(Charge Coupled Device)即电荷耦合器件,通过输入面上光电信号逐点的转换、储存和传输,在其输出端产生一时序信号.随着科技的进步,CCD技术日臻完善,已广泛用于安全防范、电视、工业、通信、远程教育、可视网络电话等领域.