光電檢測技術 第三章(6)

1、 v掌握內容掌握內容 光電探測器的物理基礎、分類，通常需考慮特性參數(shù)；光電探測器的物理基礎、分類，通常需考慮特性參數(shù)； 光電檢測技術中常用的光電導探測器原理和特性。光電檢測技術中常用的光電導探測器原理和特性。 v理解內容理解內容 光電導探測器的電路偏置光電導探測器的電路偏置 v了解內容了解內容 光電導探測器的使用要點、常用電路及選型依據光電導探測器的使用要點、常用電路及選型依據 第第3 3章章 光電探測器概述及光電導探測器光電探測器概述及光電導探測器 第三章第三章 主要內容主要內容 3.13.1光探測器的物理基礎光探測器的物理基礎 3.23.2光電探測器的特性參數(shù)光電探測器的特性參數(shù) 3.33

2、.3光電導探測器光電導探測器 3.13.1光探測器的物理基礎光探測器的物理基礎 一、光探測器的分類一、光探測器的分類 1 1、光探測器的物理效應通常分為兩類：、光探測器的物理效應通常分為兩類：光電效應和光光電效應和光 熱效應，如表熱效應，如表3 31 1（a a）（）（b b）所示。）所示。 效應效應相應的探測器相應的探測器 外光電效應外光電效應 （1 1）光陰極發(fā)射光電子）光陰極發(fā)射光電子光電管光電管 （2 2）光電子倍增）光電子倍增 打拿極倍增打拿極倍增 通道電子倍增通道電子倍增 光電倍增管光電倍增管 像增強器像增強器 內光電效應內光電效應 （1 1）光電導（本征或非本征）光電導（本征或非

3、本征）光電管或光敏電阻光電管或光敏電阻 （2 2）光生伏特）光生伏特 pnpn結和結和pinpin結（零偏）結（零偏） pnpn結和結和pinpin結（反偏）結（反偏） 雪崩、肖特基勢壘雪崩、肖特基勢壘 光電池光電池 光電二極管光電二極管 雪崩光電二極管雪崩光電二極管 肖特基勢壘光電二極管肖特基勢壘光電二極管 （3 3）光電磁）光電磁 光子牽引光子牽引 光電磁探測器光電磁探測器 光子牽引探測器光子牽引探測器 （a a）光電效應）光電效應 效效 應應 相應的探測器相應的探測器 （1 1）測輻射熱計）測輻射熱計 負電阻溫度系數(shù)負電阻溫度系數(shù) 正電阻溫度系數(shù)正電阻溫度系數(shù) 超導超導 熱敏電阻測輻熱計

4、熱敏電阻測輻熱計 金屬測輻射熱計金屬測輻射熱計 超導遠紅外探測器超導遠紅外探測器 （2 2）溫差電）溫差電 熱電偶、熱電堆熱電偶、熱電堆 （3 3）熱釋電）熱釋電熱釋電探測器熱釋電探測器 （4 4）其他）其他高萊盒、液晶燈高萊盒、液晶燈 （b b）光熱效應）光熱效應 2 2、光電探測器也可分為：、光電探測器也可分為： 單元器件；單元器件； 陣列器件；陣列器件； 成像器件。成像器件。 單元器件只是把投射在其光接受面元上的平均光能單元器件只是把投射在其光接受面元上的平均光能 量變成電信號；量變成電信號； 陣列器件或成像器件則可測出物面上的光強分布。陣列器件或成像器件則可測出物面上的光強分布。 成像

5、器件一般放在光學系統(tǒng)的像面上，能獲得物面成像器件一般放在光學系統(tǒng)的像面上，能獲得物面 上的圖像信號。上的圖像信號。 光電檢測器件還可從用途上分為用于檢測微弱信號光電檢測器件還可從用途上分為用于檢測微弱信號 的存在及其強弱的探測器，的存在及其強弱的探測器，這時主要考慮的是器件這時主要考慮的是器件 探測微弱信號的能力，要求器件輸出靈敏度高，噪探測微弱信號的能力，要求器件輸出靈敏度高，噪 聲低；用于控制系統(tǒng)中作光電轉換器，主要考慮的聲低；用于控制系統(tǒng)中作光電轉換器，主要考慮的 是光電轉換的效能。是光電轉換的效能。 3、目前，光電探測器的種類很多，新的器件也不斷出現(xiàn)。目前，光電探測器的種類很多，新的器

6、件也不斷出現(xiàn)。 按照現(xiàn)階段各類常用光電探測器工作原理和結構又可按照現(xiàn)階段各類常用光電探測器工作原理和結構又可 分類如下：分類如下： 光電管光電管 光電倍增管光電倍增管 真空光電器件真空光電器件 真空攝象管真空攝象管 變象管變象管 象增強器象增強器 光敏電阻光敏電阻 光電探測器光電探測器 光電池光電池 光電二極管光電二極管 光電三極管光電三極管 光電耦合器光電耦合器 固體光電器件固體光電器件 光中斷器光中斷器 位置傳感器位置傳感器PSDPSD 電荷耦合器件電荷耦合器件CCDCCD 自掃描光電二極管自掃描光電二極管 列陣列陣SSPDSSPD 二、光電探測器原理二、光電探測器原理 光電探測器利用材料

7、的光電效應制成。光電探測器利用材料的光電效應制成。 在光輻射作用下，電子逸出材料表面，產生光在光輻射作用下，電子逸出材料表面，產生光 電子發(fā)射稱為外光電效應，或光電子發(fā)射效應；電子發(fā)射稱為外光電效應，或光電子發(fā)射效應； 電子并不逸出材料表面的為內光電效應。光電電子并不逸出材料表面的為內光電效應。光電 導效應、光生伏特效應及光磁電效應均屬于內光導效應、光生伏特效應及光磁電效應均屬于內光 電效應。電效應。 三、光電轉換定律三、光電轉換定律 光電探測器的作用是將光輻射能轉換成易于測量的光電探測器的作用是將光輻射能轉換成易于測量的 電學量，所以光電探測器實質上是一種光電轉換器件。電學量，所以光電探測器

8、實質上是一種光電轉換器件。 考慮能量為考慮能量為hvhv的光子入射到光電探測器上所產生的的光子入射到光電探測器上所產生的 光電流，如果光子能量大于探測器材料的禁帶寬度，在光電流，如果光子能量大于探測器材料的禁帶寬度，在 觀察時間觀察時間 t t內，它產生的平均光電子數(shù)為內，它產生的平均光電子數(shù)為 N N，則根據，則根據 量子理論分析的結果，量子理論分析的結果， N N與入射的平均光輻射能量成與入射的平均光輻射能量成 正比，即正比，即 htQN/ )( 而入射的瞬時光輻射能量為：而入射的瞬時光輻射能量為： 式中，式中，P P( (t t) )是光輻射的瞬時功率。一般來是光輻射的瞬時功率。一般來

9、說，它是一個隨機量，如果說，它是一個隨機量，如果P P( (t t) )在觀察時間在觀察時間 t t 內沒有明顯的改變，則內沒有明顯的改變，則Q Q( (t t) ) P P( (t t) ) t t。由此可。由此可 得光電探測器輸出的平均光電流表達式：得光電探測器輸出的平均光電流表達式： 式中式中P P為入射光輻射的平均功率。此式描為入射光輻射的平均功率。此式描 述了光電轉換的基本定律。述了光電轉換的基本定律。 tt t dttPtQ 0 0 )()( ( ) P eNee IP tP thh 從光電轉換定律可知：從光電轉換定律可知： 光電探測器輸出的光電流與入射平均光功率光電探測器輸出的光

10、電流與入射平均光功率 成正比，因此，一個光子探測器可視為一個成正比，因此，一個光子探測器可視為一個 電流源。電流源。 由于平均光功率與光電場強度的平方成正比，由于平均光功率與光電場強度的平方成正比， 所以光電探測器輸出的光電流也與光電場強所以光電探測器輸出的光電流也與光電場強 度的平方成正比。也就是說，光電探測器的度的平方成正比。也就是說，光電探測器的 響應具有平方律特性。因此，通常稱光電探響應具有平方律特性。因此，通常稱光電探 測器為平方律探測器，或者說，光電探測器測器為平方律探測器，或者說，光電探測器 本質上是一個非線性器件。本質上是一個非線性器件。 3.2 3.2 光電探測器的主要特性參

11、數(shù)光電探測器的主要特性參數(shù) 判斷光電探測器的優(yōu)劣的指標，以及根據特判斷光電探測器的優(yōu)劣的指標，以及根據特 定的要求恰當?shù)剡x擇探測器的依據定的要求恰當?shù)剡x擇探測器的依據。 因此，最關心的問題有：因此，最關心的問題有： 1.1.光電探測器的量子效率，即單位時間內探測器傳輸光電探測器的量子效率，即單位時間內探測器傳輸 出的光電子數(shù)與入射到探測器表面的光子數(shù)之比；出的光電子數(shù)與入射到探測器表面的光子數(shù)之比； 2.2.根據測量光信號大小，探測器能輸出多大的電信號，根據測量光信號大小，探測器能輸出多大的電信號， 即探測器的響應率大小。即探測器的響應率大小。 3.3.探測器的光譜響應范圍是否同測量光信號的相

12、對光探測器的光譜響應范圍是否同測量光信號的相對光 譜功率分布一致。譜功率分布一致。 4.4.對某種探測器，它能探測的極限功率是多少對某種探測器，它能探測的極限功率是多少需需 要知道探測器的等效噪聲功率；需要知道所產生要知道探測器的等效噪聲功率；需要知道所產生 電信號的信噪比。電信號的信噪比。 5.5.當測量調制或脈沖光信號時，探測器輸出電信號是當測量調制或脈沖光信號時，探測器輸出電信號是 否能正確反映光信號的波形否能正確反映光信號的波形探測器的響應時間。探測器的響應時間。 6.6.當測量的光信號幅度變化時，探測器輸出的信號幅當測量的光信號幅度變化時，探測器輸出的信號幅 度是否能線性地響應。度是

13、否能線性地響應。 1 1量子效率量子效率 光電探測器吸收光子產生光電子，光電子形成光電探測器吸收光子產生光電子，光電子形成 電流。電流。 I=I=（e/ he/ h）P P 式中：式中：光電轉換因子，光電轉換因子，=e/ h=e/ h； P/ hP/ h單位時間內入射到探測器表面的光子單位時間內入射到探測器表面的光子 數(shù)數(shù) I/eI/e單位時間內被光子激勵的光電子數(shù)單位時間內被光子激勵的光電子數(shù) =Ih/ep =Ih/ep 即單位時間內探測器傳輸出的光即單位時間內探測器傳輸出的光 電子數(shù)與入射到探測器表面的光子數(shù)之比。電子數(shù)與入射到探測器表面的光子數(shù)之比。 對于理想的探測器，對于理想的探測器，

14、=1=1，實際上，實際上 11。 顯然，量子效率越高越好，量子效率是一個微顯然，量子效率越高越好，量子效率是一個微 觀參數(shù)。觀參數(shù)。 2. 響應率響應率(響應度響應度) 響應率響應率( (響應度響應度) )是光電探測器光電轉換特性的量度，是光電探測器光電轉換特性的量度， 是與量子效率是與量子效率相對應的一個宏觀參數(shù)。相對應的一個宏觀參數(shù)。 它是指單位入射的光輻射功率所引起的反應，即探測它是指單位入射的光輻射功率所引起的反應，即探測 器的輸出信號電壓或電流與入射的光輻射功率器的輸出信號電壓或電流與入射的光輻射功率P P或光輻或光輻 射通量射通量e e 之比之比 ，稱為響應率。，稱為響應率。 一般

15、有兩種方法表示：電壓靈敏度和電流靈敏度一般有兩種方法表示：電壓靈敏度和電流靈敏度. . （1 1） 電壓靈敏度電壓靈敏度 Ru=Us/P Ru=Us/P 或或 Sv=Vs/eSv=Vs/e 單位為單位為V Vw w。 （2 2） 電流靈敏度電流靈敏度 Sd=Is/P Sd=Is/P 或或Si=Is/eSi=Is/e 單位為單位為A Aw w。 注意概念：注意概念：如探測器的入射光是光通量信號，那么得如探測器的入射光是光通量信號，那么得 到的將是光照靈敏度單位為到的將是光照靈敏度單位為v vlmlm，或光照靈敏度單，或光照靈敏度單 位為位為A Almlm。 光譜靈敏度光譜靈敏度 如果把光功率如果

16、把光功率P P換成波長可變的光功率譜密度換成波長可變的光功率譜密度P P ， 則由于光電探測器的光譜選擇性，在其他條件不變的情則由于光電探測器的光譜選擇性，在其他條件不變的情 況下，光電流（或光電壓）將是光波長的函數(shù)，記為況下，光電流（或光電壓）將是光波長的函數(shù)，記為I I （或（或U U ），于是光譜靈敏度定義為：），于是光譜靈敏度定義為： S SI I ( () )I I /d/dP P S SU U( () )U U /d/dP P 如果如果S SI I ( ( ) )或或S SU U( () )是常數(shù)，則相應的探測器稱為無選是常數(shù)，則相應的探測器稱為無選 擇性探測器（如光熱探測器），光

17、子探測器則是選擇性擇性探測器（如光熱探測器），光子探測器則是選擇性 探測器。探測器。 頻率靈敏度頻率靈敏度S Sf f 如果入射光是強度調制的，則在其他條件不變的情如果入射光是強度調制的，則在其他條件不變的情 況下，光電流況下，光電流I If f將隨調制頻率將隨調制頻率f f的升高而下降。這時的的升高而下降。這時的 靈敏度稱為頻率靈敏度靈敏度稱為頻率靈敏度S Sf f ，定義為： ，定義為： 式中，式中，I If f是光電流時變函數(shù)的傅里葉變換，通常是光電流時變函數(shù)的傅里葉變換，通常 式中，式中， 稱為探測器的響應時間或時間常數(shù)，由材料、結稱為探測器的響應時間或時間常數(shù)，由材料、結 構和外電路

18、決定。構和外電路決定。 P I S f f 2 0 )2(1 )0( f fI I f 這就是探測器的頻率特性，這就是探測器的頻率特性，S S0 0為調制頻率為調制頻率 f f0 0時的靈敏度，時的靈敏度，S Sf f隨隨f f升高而下降的速度與升高而下降的速度與 值關系很大。一般規(guī)定，值關系很大。一般規(guī)定，S Sf f下降到下降到 時的時的 頻率頻率f fc c稱為探測器的截止響應頻率或響應頻率。稱為探測器的截止響應頻率或響應頻率。 f fc c1/21/2 當當f f f fc c時，認為光電流能線性再現(xiàn)光功率時，認為光電流能線性再現(xiàn)光功率 P P的變化。的變化。 2 0 )2(1f S

19、S f 0 /2S 4 響應時間和頻率響應響應時間和頻率響應 響應時間響應時間 通常用響應時間通常用響應時間來衡量。來衡量。 當階躍光輸入時，光信號探測器在上升弦的輸出電當階躍光輸入時，光信號探測器在上升弦的輸出電 流為：流為： IsIs（t t）= I= I0 01-exp1-exp（-t/ -t/ 1 1 ） 定義：定義：IsIs（t t）上升到穩(wěn)態(tài)值）上升到穩(wěn)態(tài)值I I0 0的的0 06363倍的時間為探倍的時間為探 測器的上升響應時間，即測器的上升響應時間，即上 上= =1 1 。 同樣，光信號探測器在下降弦的輸出電流為同樣，光信號探測器在下降弦的輸出電流為 I Ix x（t t）=

20、I= I0 0 exp exp（-t/ -t/ 2 2） 定義定義I Ix x（t t）下降到穩(wěn)態(tài)值）下降到穩(wěn)態(tài)值I I0 0的的0 03737倍的時間為探測倍的時間為探測 器的下降響應時間，即器的下降響應時間，即下 下= = 2 2 。一般光電器件。一般光電器件1 1 = = 2 2 。 頻率響應頻率響應 由于探測器存在惰性當用一定振幅的正弦調制由于探測器存在惰性當用一定振幅的正弦調制 光照射探測器時，若調制頻率低，則響應度與調光照射探測器時，若調制頻率低，則響應度與調 制頻率無關；若頻率高。響應度就隨頻率升高而制頻率無關；若頻率高。響應度就隨頻率升高而 降低。探測器的響應度與調制頻率的關系

21、是：降低。探測器的響應度與調制頻率的關系是： 式中，式中，S S0 0為調制頻率為調制頻率f=0f=0時的響應度，時的響應度，f f為調制頻率。為調制頻率。 當調制頻率升高時，當調制頻率升高時，S S（t t）就下降，一般規(guī)定）就下降，一般規(guī)定S S （f fc c）= S= S0 0/1.414/1.414時的調制頻率時的調制頻率f fc c為探測器的響應為探測器的響應 頻率。即頻率。即f fc c=1/2=1/2。 由此可以看出，響應時間由此可以看出，響應時間 和響應頻率是從不同角度來表征探測器的動態(tài)特和響應頻率是從不同角度來表征探測器的動態(tài)特 性。性。 2 )2(1 0 )( f S f

22、S 5 5等效噪聲功率和探測率等效噪聲功率和探測率 如果入射到探測器上的光功率或輻通量按某如果入射到探測器上的光功率或輻通量按某 一頻率變化，當探測器輸出信號電流一頻率變化，當探測器輸出信號電流I Is s ( (或電或電 壓壓V Vs s) )等于噪聲的均方根電流等于噪聲的均方根電流( (或電壓或電壓) )時，所對時，所對 應的入射光功率應的入射光功率P P或輻通量或輻通量e e稱為等效噪聲功稱為等效噪聲功 率率NEPNEP。即。即 NEP=P/NEP=P/（U Us s/U/Un n）= U= Un n /R /Ru u 或或 NEP=NEP=e e/ /（U Us s/U/Un n） N

23、EP=P/NEP=P/（I Is s/I/In n）= I= In n /S /Sd d 或或 NEP=NEP=e e/ /（I Is s/I/In n） 式中，（式中，（U Us s/U/Un n）、（）、（I Is s/I/In n）分別稱為電壓和電）分別稱為電壓和電 流信噪比。顯然，流信噪比。顯然，NEPNEP值越小越好，這是表示值越小越好，這是表示 光電探測器探測能力的重要參數(shù)。一個較好的光電探測器探測能力的重要參數(shù)。一個較好的 光電探測器的等效噪聲功率約為光電探測器的等效噪聲功率約為1010-11 -11瓦左右。 瓦左右。 6 6線性度線性度 線性是指探測器的輸出光電流或電壓與輸入的

24、光功線性是指探測器的輸出光電流或電壓與輸入的光功 率或輻通量成比例的程度和范圍。探測器線性的下限率或輻通量成比例的程度和范圍。探測器線性的下限 往往由暗電流和噪聲等因素決定的，而上限通常由飽往往由暗電流和噪聲等因素決定的，而上限通常由飽 和效應或過載決定的。和效應或過載決定的。 實際上實際上, ,探測器的線性范圍的大小與其工作狀態(tài)有探測器的線性范圍的大小與其工作狀態(tài)有 很大的關系。如偏置電壓、光信號調制頻率、信號輸很大的關系。如偏置電壓、光信號調制頻率、信號輸 出電路等，可能會發(fā)生這樣的情況：一個探測器的光出電路等，可能會發(fā)生這樣的情況：一個探測器的光 電流信號用運算放大器作電流電壓轉換輸出，

25、在很大電流信號用運算放大器作電流電壓轉換輸出，在很大 的范圍內是線性的，而同一探測器，其光電流通過一的范圍內是線性的，而同一探測器，其光電流通過一 只只100kQ100kQ的電阻輸出，線性范圍可能就很小。因此要的電阻輸出，線性范圍可能就很小。因此要 獲得寬的線性范圍，必須使探測器工作在最佳的工作獲得寬的線性范圍，必須使探測器工作在最佳的工作 狀態(tài)。狀態(tài)。 探測器的線性在光度和輻射度等測量中是一個十分探測器的線性在光度和輻射度等測量中是一個十分 重要的參數(shù)。重要的參數(shù)。 7 7、光電探測器的噪聲、光電探測器的噪聲 什么是噪聲？什么是噪聲？ 通常把噪聲這個隨機的時間函數(shù)進行傅氏頻譜分析，得通常把噪

26、聲這個隨機的時間函數(shù)進行傅氏頻譜分析，得 到噪聲功率隨頻率變化關系，這就是噪聲的功率譜到噪聲功率隨頻率變化關系，這就是噪聲的功率譜 s(f)s(f)。 根據噪聲的功率譜與頻率的關系，常見有兩種典型情況：根據噪聲的功率譜與頻率的關系，常見有兩種典型情況： 一種是功率譜大小與頻率無關的噪聲，通常稱為白噪一種是功率譜大小與頻率無關的噪聲，通常稱為白噪 聲；一種噪聲是功率譜與聲；一種噪聲是功率譜與1/f1/f成正比，稱為成正比，稱為1/f 1/f 噪聲。噪聲。 圖圖 信號的隨機起伏信號的隨機起伏 圖圖 白噪聲和白噪聲和1/f噪聲噪聲 一般光電檢測系統(tǒng)的噪聲可分為三類：一般光電檢測系統(tǒng)的噪聲可分為三類：

27、 （1 1）光子噪聲）光子噪聲 包括：包括：A.A.信號輻射產生的噪聲；信號輻射產生的噪聲；B.B.背景輻射產生的噪聲。背景輻射產生的噪聲。 （2 2）探測器噪聲）探測器噪聲 包括：熱噪聲；散粒噪聲；產生包括：熱噪聲；散粒噪聲；產生復合噪聲；復合噪聲； 1/f 1/f 噪聲；噪聲； 溫度噪聲。溫度噪聲。 （3 3）信號放大及處理電路噪聲）信號放大及處理電路噪聲 圖 光電測量系統(tǒng)噪聲分類 p熱噪聲熱噪聲( (又稱電阻噪聲或白噪聲又稱電阻噪聲或白噪聲) ) 凡有功耗電阻的元件都有熱噪聲，它來源于電阻內部自凡有功耗電阻的元件都有熱噪聲，它來源于電阻內部自 由電子或電荷載流子的不規(guī)則的熱騷動。熱噪聲與

28、溫度由電子或電荷載流子的不規(guī)則的熱騷動。熱噪聲與溫度 T T成正比；與測量儀器的電子帶寬成正比；與測量儀器的電子帶寬ff成正比，與頻率無成正比，與頻率無 關。關。 熱噪聲均方電流熱噪聲均方電流I In n2 2和熱噪聲均方電壓和熱噪聲均方電壓V Vn n2 2分別由下式決定分別由下式決定 I In n2 24KTf/R4KTf/R V Vn n2 24KTf.R4KTf.R 式中式中:K:K是玻爾茲曼常數(shù)；是玻爾茲曼常數(shù)；T T是溫度是溫度(K)(K)；R R是器件電阻值；是器件電阻值； ff為所取的通帶寬度為所取的通帶寬度( (頻率范圍頻率范圍) )。因此，所取的帶寬。因此，所取的帶寬 愈大

29、，噪聲功率也愈大。當然并不是帶寬無限增大，噪愈大，噪聲功率也愈大。當然并不是帶寬無限增大，噪 聲功率也會無限增大。在常溫下，上式只適合于聲功率也會無限增大。在常溫下，上式只適合于101012 12Hz Hz 頻率以下范圍。頻率以下范圍。 p散粒噪聲散粒噪聲 一種由電子或光生載流子的粒子性所引起的噪聲。一種由電子或光生載流子的粒子性所引起的噪聲。 對于內光電效應探測器對于內光電效應探測器:(1):(1)光生載流子光生載流子( (電子，空電子，空 穴對穴對) )的產生和復合過程的隨機性，每一瞬時通過的產生和復合過程的隨機性，每一瞬時通過 PNPN結的載流子數(shù)總有微小的不規(guī)則起伏，使探測器結的載流子

30、數(shù)總有微小的不規(guī)則起伏，使探測器 的輸出電流也隨之起伏，引起散粒噪聲。的輸出電流也隨之起伏，引起散粒噪聲。(2)(2)此外，此外， 光輻射中光子到達率的起伏在某些探測器光電轉換光輻射中光子到達率的起伏在某些探測器光電轉換 后也表現(xiàn)為散粒噪聲。散粒噪聲由下式決定：后也表現(xiàn)為散粒噪聲。散粒噪聲由下式決定： I In n2 22eif2eif 式中：式中：i i為器件輸出平均電流。為器件輸出平均電流。 可以看出，散粒噪聲是與頻率無關，與帶寬有關的白可以看出，散粒噪聲是與頻率無關，與帶寬有關的白 噪聲。噪聲。 p產生產生復合噪聲復合噪聲 在平衡狀態(tài)時，載流子產生和復合的平均在平衡狀態(tài)時，載流子產生和復

31、合的平均 數(shù)是一定的，但其瞬間載流子的產生數(shù)和復合數(shù)數(shù)是一定的，但其瞬間載流子的產生數(shù)和復合數(shù) 是有起伏的，于是載流子濃度的起伏引起光電器是有起伏的，于是載流子濃度的起伏引起光電器 件電導率起伏。在外加電壓下，電導率的起伏使件電導率起伏。在外加電壓下，電導率的起伏使 輸出電流中帶有產生復合噪聲。輸出電流中帶有產生復合噪聲。 如果頻率低，滿足如果頻率低，滿足w1w1時，時， 222 2 41 )/(4 f feI i c n feIi cn )/(4 2 p 1/f 1/f噪聲（電流噪聲）噪聲（電流噪聲） 因導電元件內微粒的不均勻性和不因導電元件內微粒的不均勻性和不 必要的微量雜質存在，當電流流

32、過時，在元件必要的微量雜質存在，當電流流過時，在元件 微粒間發(fā)生微火化放電而引起的微電爆脈沖就微粒間發(fā)生微火化放電而引起的微電爆脈沖就 是是1/f1/f噪聲的起源。噪聲的起源。 1/f1/f噪聲的經驗公式為噪聲的經驗公式為: : f fCI in 2 p溫度噪聲溫度噪聲 溫度噪聲主要存在于熱探測器中。在熱探測器中，溫度噪聲主要存在于熱探測器中。在熱探測器中， 不是由于輻射信號的變化，而是由器件本身吸收和傳導不是由于輻射信號的變化，而是由器件本身吸收和傳導 等的熱交換引起的溫度起伏稱為溫度噪聲，其表達式為等的熱交換引起的溫度起伏稱為溫度噪聲，其表達式為 式中，式中，G Gt t為器件的熱導；為器

33、件的熱導；t tC Ct t/ /G Gt t是器件的熱時間常是器件的熱時間常 數(shù)，數(shù)，C Ct t是器件的熱容；是器件的熱容；T T是周圍溫度（是周圍溫度（K K）。）。 在低頻時，在低頻時， 11， 溫度噪聲也具有白噪聲的性質。溫度噪聲也具有白噪聲的性質。 )2(1 4 2 2 2 tt n fG fKT I 2 2）（ t f t n G fKT I 2 2 4 光敏電阻與其它半導體光電器件相比有以下特點：光敏電阻與其它半導體光電器件相比有以下特點： 光譜響應范圍相當寬，根據光電導材料的不同，光光譜響應范圍相當寬，根據光電導材料的不同，光 譜響應范圍可從紫外、可見光、近紅外擴展到遠紅外，

34、譜響應范圍可從紫外、可見光、近紅外擴展到遠紅外， 尤其是對紅光和紅外輻射有較高的響應度。工作電流尤其是對紅光和紅外輻射有較高的響應度。工作電流 大，可達數(shù)毫安。大，可達數(shù)毫安。 所測的光強范圍寬，既可測強光，也可測弱光。所測的光強范圍寬，既可測強光，也可測弱光。 靈敏度高，光電導增益大于一。靈敏度高，光電導增益大于一。 偏置電壓低，無極性之分，使用方便。偏置電壓低，無極性之分，使用方便。 光敏電阻的不足之處是：在強光照射下光電轉換線性光敏電阻的不足之處是：在強光照射下光電轉換線性 較差；光電弛豫過程較長；頻率響應很低。因此它的使較差；光電弛豫過程較長；頻率響應很低。因此它的使 用受到一定限制。

35、用受到一定限制。 3.33.3光電導器件光電導器件 u光電導效應：光電導效應： 入射光強改變物質導電率的物理現(xiàn)象稱光電導效應。入射光強改變物質導電率的物理現(xiàn)象稱光電導效應。 這種效應幾乎所有高電阻這種效應幾乎所有高電阻 率半導體都有，為使電子從率半導體都有，為使電子從 價帶激發(fā)到導帶，入射光子價帶激發(fā)到導帶，入射光子 的能量的能量E E0 0應大于禁帶寬度應大于禁帶寬度EgEg。 基于光電導效應的光電器件基于光電導效應的光電器件 有有光敏電阻光敏電阻。 一、光電導效應一、光電導效應 （1 1）定義）定義 圖圖33 光電導過程光電導過程 （2 2）光電導效應分類）光電導效應分類 分為本征型和雜質

36、型兩類分為本征型和雜質型兩類 （3 3）本征型的長波限條件由禁帶寬度本征型的長波限條件由禁帶寬度EgEg決定，決定， 即即 gE hc 0 當光子的能量等于或大于當光子的能量等于或大于EgEg時，才能釋時，才能釋 放出電子放出電子空穴對，釋放的多少，與材空穴對，釋放的多少，與材 料的反射系數(shù)，吸收系數(shù)和厚度有關。料的反射系數(shù)，吸收系數(shù)和厚度有關。 （4 4）雜質型）雜質型 雜質型光電導效應則是能量足夠大的光子使施雜質型光電導效應則是能量足夠大的光子使施 主能級中的電子或受主能級中的空穴躍遷到導主能級中的電子或受主能級中的空穴躍遷到導 帶或價帶，從而使電導增加。帶或價帶，從而使電導增加。 此時長

37、波限由雜質的電離能此時長波限由雜質的電離能E E i i決定，因為 決定，因為E E i i EEg g，所以雜質型光電導的長波限比本征型光，所以雜質型光電導的長波限比本征型光 電導的要長得多。電導的要長得多。 （5 5）光電導的弛豫現(xiàn)象）光電導的弛豫現(xiàn)象 光輻射入射到本征或非本征半導體材料上，開始時光輻射入射到本征或非本征半導體材料上，開始時 隨時間的增加光生載流子逐漸增加，經過一定時間后，隨時間的增加光生載流子逐漸增加，經過一定時間后， 載流子濃度才逐漸趨于一穩(wěn)定值。此后，若突然遮斷入載流子濃度才逐漸趨于一穩(wěn)定值。此后，若突然遮斷入 射的光輻射，光生載流子并不立即下降到照射前的水平，射的光

38、輻射，光生載流子并不立即下降到照射前的水平， 而是經過一定時間才趨于照射前的水平，這種現(xiàn)象稱為而是經過一定時間才趨于照射前的水平，這種現(xiàn)象稱為 光電導的弛豫現(xiàn)象光電導的弛豫現(xiàn)象。 光電導的弛豫時間或時間常數(shù)光電導的弛豫時間或時間常數(shù) 光輻射入射到本征或非本征半導體材料上，建立穩(wěn)光輻射入射到本征或非本征半導體材料上，建立穩(wěn) 定的光生載流子濃度所需要的時間，或停止照射后光生定的光生載流子濃度所需要的時間，或停止照射后光生 載流子濃度下降到照射前的水平所需要的時間載流子濃度下降到照射前的水平所需要的時間 （a a）上升）上升 （b b）下降）下降 圖圖3-4 3-4 本征光電導上升和下降的弛豫過程本

39、征光電導上升和下降的弛豫過程 光敏電阻的工作原理是基于光電導效應，其結光敏電阻的工作原理是基于光電導效應，其結 構是在玻璃底版上涂一層對光敏感的半導體物質，構是在玻璃底版上涂一層對光敏感的半導體物質， 兩端有梳狀金屬電極，然后在半導體上覆蓋一層漆兩端有梳狀金屬電極，然后在半導體上覆蓋一層漆 膜。膜。 光敏電阻結構及符號光敏電阻結構及符號 二、光敏電阻的工作原理二、光敏電阻的工作原理 本征型光敏電阻的長波限為：本征型光敏電阻的長波限為： =hc/Eg=1240/Eg=hc/Eg=1240/Eg 摻雜型光敏電阻：摻雜型光敏電阻： = hc/= hc/ E=1240/ E=1240/ E E 由于由

40、于 EEgEEg，因此，因此摻雜型光敏電阻的長波摻雜型光敏電阻的長波 限遠大于本征型光敏電阻限遠大于本征型光敏電阻 光敏電阻也有兩種類型：本征型半導體光光敏電阻也有兩種類型：本征型半導體光 敏電阻和摻雜型半導體光敏電阻。敏電阻和摻雜型半導體光敏電阻。 光敏電阻工作原理圖及其符號光敏電阻工作原理圖及其符號: : 實際光敏電阻實際光敏電阻 光敏電阻光照特性光敏電阻光照特性: 無光照時，內部電子被原子束縛，具有很高的電阻值；無光照時，內部電子被原子束縛，具有很高的電阻值； 有光照時，電阻值隨光強增加而降低；有光照時，電阻值隨光強增加而降低； 光照停止時，自由電子與空穴復合，電阻恢復原值。光照停止時，

41、自由電子與空穴復合，電阻恢復原值。 光敏電阻主要參數(shù)光敏電阻主要參數(shù): 暗電阻暗電阻無光照時的電阻；無光照時的電阻； 暗電流暗電流無光照時的電流；無光照時的電流； 亮電阻、亮電流亮電阻、亮電流受光照時的阻值、電流；受光照時的阻值、電流； 光電流光電流亮電流與暗電流之差稱亮電流與暗電流之差稱光光電流電流 。 三、光敏電阻的主要特性三、光敏電阻的主要特性 三、光敏電阻的主要特性三、光敏電阻的主要特性 光電導增益光電導增益 一個自由載流子的壽命與該一個自由載流子的壽命與該 載流子在光敏電阻兩極間的載流子在光敏電阻兩極間的 有效渡越時間之比，即有效渡越時間之比，即 式中，式中，A A為光電導增益；為光

42、電導增益；為為 器件的時間響應；器件的時間響應； dr dr為載流 為載流 子在兩極間的渡越時間。子在兩極間的渡越時間。 A A= = / / dr dr 載流子的平均壽命載流子的平均壽命 大于有效渡越時間，大于有效渡越時間， 增益就可大于增益就可大于1 1。 提高載流子壽命，減提高載流子壽命，減 小電極間的間距小電極間的間距L L，適，適 當提高工作電壓當提高工作電壓U Ub b，對，對 提高提高A A值和響應度有利。值和響應度有利。 如果如果L L減得太小，使受減得太小，使受 光面太小，也是不利光面太小，也是不利 的，一般的，一般A A值可達值可達10103 3數(shù)數(shù) 量級。量級。 電極做成

43、梳狀，既增電極做成梳狀，既增 大面積，又減小電極大面積，又減小電極 間距，從而減小渡越間距，從而減小渡越 時間。時間。 三、光敏電阻的主要特性三、光敏電阻的主要特性 光敏電阻的光電特性和光照指數(shù)光敏電阻的光電特性和光照指數(shù) 光敏電阻的光電流與入射通光敏電阻的光電流與入射通 量之間的關系稱為光電特性。量之間的關系稱為光電特性。 dr P h qI )( )( 當弱光照射時，當弱光照射時， d dr r不變，不變，I IP P （）與）與 （）成正比，即保）成正比，即保 持線性關系；當強光照射時，持線性關系；當強光照射時， 與光電子濃度有關，與光電子濃度有關， dr dr也會隨電 也會隨電 子濃度

44、變大，或出現(xiàn)溫升而產生子濃度變大，或出現(xiàn)溫升而產生 變化，故變化，故I IP P（）與）與 （）偏）偏 離線性而呈非線性。離線性而呈非線性。 圖圖3-6 CdS3-6 CdS的光電流照度特性曲線的光電流照度特性曲線 三、光敏電阻的主要特性三、光敏電阻的主要特性 光敏電阻的光電特性和光照指數(shù)光敏電阻的光電特性和光照指數(shù) 式中，式中，SgSg是光電導靈敏度，與光敏電阻材料有是光電導靈敏度，與光敏電阻材料有 關；關；U U為外加電源電壓；為外加電源電壓；為入射光通量；為入射光通量；E E為為 入射光照度。入射光照度。 為為0.50.51 1之間的系數(shù)，弱光照射之間的系數(shù)，弱光照射 時，時， 1 1，

45、I Ip p與與有良好的線性關系，即線性有良好的線性關系，即線性 光電導；強光照射時，光電導；強光照射時， 0.50.5，即拋物線性光，即拋物線性光 電導。電導。 UESIUSI gPgP )()(或 三、光敏電阻的主要特性三、光敏電阻的主要特性 光譜特性光譜特性 光敏電阻靈敏度與入射波長有關光敏電阻靈敏度與入射波長有關; ; 光敏電阻靈敏度與半導體摻雜的材料有關，光敏電阻靈敏度與半導體摻雜的材料有關， 材料與相對靈敏度峰位波長材料與相對靈敏度峰位波長 例圖：例圖： 硫化鎘（硫化鎘（CdSCdS）0.30.30.8(m)0.8(m) 硫化鉛（硫化鉛（PbSPbS）1.01.03.5(m)3.5

46、(m) 銻化銦（銻化銦（InSbInSb）1.01.07.3(m)7.3(m) 三、光敏電阻的主要特性三、光敏電阻的主要特性 光敏電阻的光譜特性光敏電阻的光譜特性 光譜響應率光譜響應率 光敏器件對某個波長光輻射的響應度或靈敏光敏器件對某個波長光輻射的響應度或靈敏 度叫做單色靈敏度或光譜靈敏度。而把光譜靈度叫做單色靈敏度或光譜靈敏度。而把光譜靈 敏度隨波長變化的關系曲線叫做光譜響應或光敏度隨波長變化的關系曲線叫做光譜響應或光 譜特性。譜特性。 還可以用光譜響應率來表征光譜特性。光譜響還可以用光譜響應率來表征光譜特性。光譜響 應率表示在某一特定波長下，輸出光電流（或應率表示在某一特定波長下，輸出光

47、電流（或 電壓）與入射輻射能量之比，輸出光電流：電壓）與入射輻射能量之比，輸出光電流： dr P h qA h qqNAI )()( )( 三、光敏電阻的主要特性三、光敏電阻的主要特性 光敏電阻的光譜響應率與光敏電阻的光譜響應率與A A成正比；成正比； 光敏電阻的光譜響應速度與光敏電阻的光譜響應速度與A A成反比。成反比。 A hc q hc q h q I S drdr P )( )( )( -表示入射的單色輻射功率表示入射的單色輻射功率 （ ）能產生）能產生N N 個光電子的量子效率。則光譜響應率：個光電子的量子效率。則光譜響應率： 三、光敏電阻的主要特性三、光敏電阻的主要特性 三、光敏電

48、阻的主要特性三、光敏電阻的主要特性 光敏電阻的時間和頻率光敏電阻的時間和頻率 特性特性 1-1-硒硒 2-CdS 3-TeS 4-PbS2-CdS 3-TeS 4-PbS 圖圖3-10 3-10 幾種光敏電阻的頻率特性曲線幾種光敏電阻的頻率特性曲線 光敏電阻是依靠非平光敏電阻是依靠非平 衡載流子效應工作的。衡載流子效應工作的。 光生載流子的產生或光生載流子的產生或 者復合都要經過一段者復合都要經過一段 時間，而且時間常數(shù)時間，而且時間常數(shù) 比較大，所以其上限比較大，所以其上限 頻率頻率f f上 上低。 低。 截止頻率：截止頻率： f f3dB 3dB=1/2 =1/2 光敏電阻采用交變光照光敏

49、電阻采用交變光照 時，其輸出將隨入射光時，其輸出將隨入射光 頻率的增加而減少。頻率的增加而減少。 在忽略外電路時間常數(shù)的影響時，響應時間在忽略外電路時間常數(shù)的影響時，響應時間 等于光生載流子的平均壽命等于光生載流子的平均壽命。 增大增大可提高器件的響應率，但器件的響應可提高器件的響應率，但器件的響應 時間卻增加，影響器件的高頻性能。時間卻增加，影響器件的高頻性能。 而光照、溫度等外界條件的變化又都會影響而光照、溫度等外界條件的變化又都會影響 載流子的壽命，因此，光照、溫度的變化同樣直載流子的壽命，因此，光照、溫度的變化同樣直 接影響光敏電阻的響應率和響應時間。接影響光敏電阻的響應率和響應時間。

50、 三、光敏電阻的主要特性三、光敏電阻的主要特性 光敏電阻的時間特性光敏電阻的時間特性 三、光敏電阻的主要特性三、光敏電阻的主要特性 伏安特性伏安特性 給定偏壓給定偏壓 光照越大光電流越大；光照越大光電流越大； 給定光照度給定光照度 電壓越大光電流越大；電壓越大光電流越大； 光敏電阻的伏安特性光敏電阻的伏安特性 曲線不彎曲、無飽和，曲線不彎曲、無飽和， 但受最大功耗限制。但受最大功耗限制。 光敏電阻伏安特性光敏電阻伏安特性 三、光敏電阻的主要特性三、光敏電阻的主要特性 溫度特性溫度特性 溫度變化影響溫度變化影響 光敏電阻的靈敏度、光敏電阻的靈敏度、 暗電流和光譜響應、暗電流和光譜響應、 峰值響應

51、波長、長峰值響應波長、長 波限等參數(shù)波限等參數(shù)。 光敏電阻溫度特性光敏電阻溫度特性 為了提高光敏電阻性能的穩(wěn)定性，為了提高光敏電阻性能的穩(wěn)定性， 降低噪聲和提高探測率，就十分必降低噪聲和提高探測率，就十分必 要采用冷卻裝置。要采用冷卻裝置。 具有光電導性能的半導體材料很多，但能夠滿足光具有光電導性能的半導體材料很多，但能夠滿足光 敏電阻的各項要求而又能實際應用的卻不多。敏電阻的各項要求而又能實際應用的卻不多。 光敏電阻若按照它的光譜特性及最佳工作波長范圍，光敏電阻若按照它的光譜特性及最佳工作波長范圍， 基本上可分為三類：基本上可分為三類： 對紫外光靈敏的光敏電阻，如硫化鎘對紫外光靈敏的光敏電阻

52、，如硫化鎘(CdS)(CdS)和硒化鎘和硒化鎘 (CdSe)(CdSe)等；等； 對可見光靈敏的光敏電阻，如硫化鉈對可見光靈敏的光敏電阻，如硫化鉈 (TiS)(TiS)，硫化，硫化 鎘鎘(CdS)(CdS)和硒化鎘和硒化鎘(CdSe)(CdSe)等；等； 對紅外光靈敏的光敏電阻如硫化鉛對紅外光靈敏的光敏電阻如硫化鉛(PbS)(PbS)、碲化鉛、碲化鉛 (PbTe)(PbTe)、硒化鉛、硒化鉛(PbSe)(PbSe)和碲化銦和碲化銦(InSb)(InSb)，碲鎘汞，碲鎘汞(Hg(Hg1- 1- x xCd Cdx xTe)Te)，碲錫鉛，碲錫鉛(Pb(Pb1-x 1-xSn Snx xTe)Te

53、)和鍺摻雜等。和鍺摻雜等。 下面介紹幾種常用的光敏電阻。下面介紹幾種常用的光敏電阻。 四、幾種常用的光敏電阻四、幾種常用的光敏電阻 1 1、硫化鎘、硫化鎘CdSCdS和硒化鎘和硒化鎘CdSeCdSe光敏電阻光敏電阻 硫化鎘和硒化鎘（硫化鎘和硒化鎘（CdSCdS和和CdSeCdSe）是可見光區(qū)用得較多的兩種光）是可見光區(qū)用得較多的兩種光 敏電阻；它的光譜響應如圖敏電阻；它的光譜響應如圖(3-8)(3-8)所示。所示。CdSCdS光敏電阻的特點是光敏電阻的特點是 它的峰值波長很接近人眼最敏感的它的峰值波長很接近人眼最敏感的 555nm555nm波長，可用于視覺亮波長，可用于視覺亮 度有關的測量和底

54、片曝光方面的測量。度有關的測量和底片曝光方面的測量。 特點：有很高的響應度，性價比高。特點：有很高的響應度，性價比高。 缺點：受單晶大小的限制，受光面積小，響應時間與光照強度缺點：受單晶大小的限制，受光面積小，響應時間與光照強度 有關有關, ,隨著光照強度減弱響應時間也增加。隨著光照強度減弱響應時間也增加。 CdSCdS光敏電阻的響應度為光敏電阻的響應度為50A/Im50A/Im（安（安/ /流明），響應時間為毫流明），響應時間為毫 秒至秒，響應波長為秒至秒，響應波長為0.30.30.8um0.8um。 CdSeCdSe光敏電阻比光敏電阻比CdSCdS光敏電阻波長稍長些。它的響應度為光敏電阻波

55、長稍長些。它的響應度為50A50A ImIm 響應時間為響應時間為500us500us至至1s1s。工作波長范圍為。工作波長范圍為 0.30.30.4um 0.4um 。 四、幾種常用的光敏電阻四、幾種常用的光敏電阻 2 2、硫化鉛、硫化鉛PbSPbS和硒化鉛和硒化鉛PbSePbSe光敏電阻光敏電阻 多為多晶薄膜型，以多為多晶薄膜型，以PbSPbS光敏電阻使用最多。光敏電阻使用最多。 多晶多晶PbSPbS光敏電阻工作原理光敏電阻工作原理 當光照當光照PbSPbS薄膜時，無論是薄膜時，無論是P P區(qū)還是區(qū)還是N N區(qū)吸收能量大于區(qū)吸收能量大于PbSPbS禁帶寬度禁帶寬度EgEg 的光子，產生本征

56、激發(fā)，電子躍遷到導帶的光子，產生本征激發(fā)，電子躍遷到導帶, ,價帶中出現(xiàn)空穴，光生載價帶中出現(xiàn)空穴，光生載 流子漂移到晶粒間流子漂移到晶粒間PNPN結附近與構成勢壘的部分空間電荷中和，從而降結附近與構成勢壘的部分空間電荷中和，從而降 低勢壘高度，使原來被陷的載流子（低勢壘高度，使原來被陷的載流子（N N區(qū)導帶中的電子、區(qū)導帶中的電子、P P區(qū)價帶中的區(qū)價帶中的 空穴）釋放出來，從而提高載流子的遷移率，產主較大的光電導率?？昭ǎ┽尫懦鰜?，從而提高載流子的遷移率，產主較大的光電導率。 溫度對光電導的影響也很大，薄膜所處的溫度越高，熱激發(fā)的裁流溫度對光電導的影響也很大，薄膜所處的溫度越高，熱激發(fā)的裁

57、流 子就越多。降低溫度可以提高光敏電阻的響應度。子就越多。降低溫度可以提高光敏電阻的響應度。 性性 能能 PbSPbS光敏電阻響應波長為光敏電阻響應波長為1.01.0一一3.5um3.5um，峰值，峰值2.4um2.4um左右，在冷卻到干左右，在冷卻到干 冰溫度時（冰溫度時（195K195K） 時，光譜響應為時，光譜響應為1 14um4um，峰值，峰值2.8um2.8um，探測度可提，探測度可提 高近一個數(shù)量級高近一個數(shù)量級, ,響應時間一般為響應時間一般為100100300us300us。 四、幾種常用的光敏電阻四、幾種常用的光敏電阻 3 3、銻化銦、銻化銦InSbInSb和砷化銦和砷化銦I

58、nAsInAs光敏電阻光敏電阻 銻化銦銻化銦InSbInSb光敏電阻為單晶半導體，光激發(fā)光敏電阻為單晶半導體，光激發(fā) 是本征型的。它主要被用于探測大氣第二個紅外是本征型的。它主要被用于探測大氣第二個紅外 透過窗口波長透過窗口波長3 35um5um，常溫下長波限可達，常溫下長波限可達7.3um7.3um； 冷卻到冷卻到77K77K時，長波限為時，長波限為5.4um5.4um（主要是材料禁帶（主要是材料禁帶 寬度變寬）。通常工作于低溫狀態(tài)，它也能做成寬度變寬）。通常工作于低溫狀態(tài)，它也能做成 多元列陣。多元列陣。 砷化銦砷化銦InAsInAs光敏電阻在致冷到光敏電阻在致冷到196K196K時，長波

59、時，長波 限能達到限能達到4um4um，峰值波長，峰值波長3.2um3.2um。 四、幾種常用的光敏電阻四、幾種常用的光敏電阻 4 4、雜質光電導探測器、雜質光電導探測器 雜質光電導探測器是基于非本征光電導效應的光敏電雜質光電導探測器是基于非本征光電導效應的光敏電 阻。目前已制成許多鍺、硅及鍺硅金的雜質紅外光電導阻。目前已制成許多鍺、硅及鍺硅金的雜質紅外光電導 器件，它們都工作于遠紅外區(qū)器件，它們都工作于遠紅外區(qū)8 840um40um波段。波段。 由于雜質光電導器件中施主和受主的電離能由于雜質光電導器件中施主和受主的電離能EE一般比一般比 本征半導體禁帶寬度本征半導體禁帶寬度EgEg小得多，所

60、以響應波長比本征光小得多，所以響應波長比本征光 電導器件要長，相比來說，雜質原子的濃度比材料本身電導器件要長，相比來說，雜質原子的濃度比材料本身 原子的濃度要小很多，在溫度較高時，熱激發(fā)載流子的原子的濃度要小很多，在溫度較高時，熱激發(fā)載流子的 濃度很高，為使光照時在雜質能級上激發(fā)出較多的載流濃度很高，為使光照時在雜質能級上激發(fā)出較多的載流 子，所以雜質光電導器件都必須工作于低溫狀態(tài)。子，所以雜質光電導器件都必須工作于低溫狀態(tài)。 四、幾種常用的光敏電阻四、幾種常用的光敏電阻 (a)(a)原理電路原理電路( b)( b)交流變換微變等效電路交流變換微變等效電路(c)(c)伏安特性曲線（電路圖解）曲