光電檢測(cè)器件綜述【文獻(xiàn)綜述】

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1、畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述電子信息工程光電檢測(cè)器件綜述摘要：光學(xué)信號(hào)的采集和檢測(cè)是智能路燈控制系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的一部分，能否成功的采集和檢測(cè)光學(xué)信號(hào)是整個(gè)智能路燈控制系統(tǒng)中的成敗關(guān)鍵。本文主要介紹了光電檢測(cè)器件的基本概念和性質(zhì)。對(duì)真空光電檢測(cè)器件和半導(dǎo)體光電檢測(cè)器件進(jìn)行了一一綜述。關(guān)鍵詞：光電檢測(cè)真空光電檢測(cè)器件半導(dǎo)體光電檢測(cè)器件一、光電檢測(cè)器件概述光電檢測(cè)器件是各種光電檢測(cè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，它是把光（電）信號(hào)（紅外、可見(jiàn)紫外光輻射）轉(zhuǎn)變成電（光）信號(hào)的器件[1]。根據(jù)工作機(jī)理的不同，光電檢測(cè)器件

2、也有各種不同的類別，主要包括真空光電檢測(cè)器件和半導(dǎo)體光電檢測(cè)器件這兩大類[2]。二、真空光電檢測(cè)器件真空光電檢測(cè)器件主要有真空光電管和光電倍增管兩種。如圖2-1所示為真空光電管，真空光電管由玻殼、光電陰極和陽(yáng)極三部分組成。為了防止氧化和電子與氣體的碰撞，將管內(nèi)抽成真空。光電陰極即半導(dǎo)體光電發(fā)射材料，涂于玻殼內(nèi)壁，受光照時(shí)，可向外發(fā)射光電子。陽(yáng)極是金屬環(huán)或金屬網(wǎng)，置于光電陰極的對(duì)面，加正的高電壓，用來(lái)收集從陰極發(fā)射出來(lái)的電子。真空光電管主要的特點(diǎn)是光電陰極面積大，靈敏度較高（一般積分靈敏度可達(dá)20～

3、200μA/lm）；暗電流?。ㄗ畹涂蛇_(dá)10-14A）；光電發(fā)射弛豫過(guò)程極短。真空光電管一般體積都比較大、工作電壓高達(dá)百伏到數(shù)百伏、玻殼容易破碎[3]。圖2-1真空光電管光電倍增管是將微弱光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的真空電子器件。光電倍增管用在光學(xué)測(cè)量?jī)x器和光譜分析儀器中。它能在低能級(jí)光度學(xué)和光譜學(xué)方面測(cè)量波長(zhǎng)200~1200納米的極微弱輻射功率。閃爍計(jì)數(shù)器的出現(xiàn)，擴(kuò)大了光電倍增管的應(yīng)用范圍。激光檢測(cè)儀器的發(fā)展與采用光電倍增管作為有效接收器密切有關(guān)。電視電影的發(fā)射和圖象傳送也離不開(kāi)光電倍增管。光電倍增管廣泛

4、地應(yīng)用在冶金、電子、機(jī)械、化工、地質(zhì)、醫(yī)療、核工業(yè)、天文和宇宙空間研究等領(lǐng)域[4]。三、半導(dǎo)體光電檢測(cè)器件半導(dǎo)體光電器件引是把光和電這兩種物理量聯(lián)系起來(lái)，使光和電互相轉(zhuǎn)化的新型半導(dǎo)體器件。即利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)(或熱電效應(yīng))制成的器件。半導(dǎo)體光電檢測(cè)器件主要有光敏電阻，光敏二極管、光敏三極管，光電池等[5]。（1）光敏電阻光敏電阻的主要工作原理是用光電導(dǎo)體制成的光電器件又稱光導(dǎo)管，它是基于半導(dǎo)體光電效應(yīng)的工作原理而產(chǎn)生的。光敏電阻沒(méi)用極性，是一個(gè)純粹的電阻器件，使用時(shí)既可以添加直流偏壓，也可以加載

5、交流電壓。在無(wú)光的情況下，光敏電阻值（暗阻值）很大，電路中的電流很小。當(dāng)光敏電阻受到一定波長(zhǎng)范圍的光照時(shí)，它的阻值（亮阻值）急劇減少，因而電路中的電流迅速增加。光敏電阻照相機(jī)、光度計(jì)、光電自動(dòng)控制、輻射測(cè)量、能量輻射、物體搜索和跟蹤、紅外成像和紅外通信等技術(shù)方面制成的光輻射接收器件[6]。（2）光敏二極管及光敏三極管光敏二極管的外形與一般二極管一樣，只是它的管殼上開(kāi)有一個(gè)嵌著玻璃的窗口，以便于光線射入，為了增加受光面積，光敏二極管的PN結(jié)的面積做的比較大。光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態(tài)下，并且

6、與負(fù)載電阻相串聯(lián)，當(dāng)無(wú)光照射的情況下，它與普通二極管一樣，反向電流很小，稱為光敏二極管的暗電流；當(dāng)有光照時(shí)，載流子被激發(fā)，產(chǎn)生電子空穴，稱為光電載流子。在外電場(chǎng)的作用下，光電載流子參與導(dǎo)電，形成比暗電流大得多的反向電流，該電流稱為光電流。光電流的大小與光照的強(qiáng)弱成正比，于是在負(fù)載電阻上就能得到隨光照強(qiáng)度變化而變化的電信號(hào)[7]。光敏三極管除了具有光敏二極管能將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的功能外，還有對(duì)電信號(hào)放大的功能，光敏三極管的外形與一般三極管相差不大，一般光敏三極管只引出兩個(gè)極——發(fā)射極和集電極，基極

7、則不引出，管殼上同樣有著開(kāi)窗口，以方便光線射入。為增大光照，基區(qū)面積做得很大，而發(fā)射區(qū)則較小，入射光線要被基區(qū)吸收。光敏三極管工作時(shí)集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。比一般三極管的穿透電流還?。划?dāng)有光照射時(shí)，激發(fā)大量的電子空穴對(duì)，使得基極產(chǎn)生的電流增大，此刻流過(guò)電子管的電流稱為光電流，可以見(jiàn)得光敏三極管要比光敏二極管具有更高的靈敏度[8]。（3）光電池光電池是一種在光的照射下產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的半導(dǎo)體元件。光電池的種類很多，常用有硒光電池、硅光電池和硫化鉈、硫化銀光電池等。主要用于儀表，自動(dòng)化遙測(cè)和遙控方面。有的光

8、電池可以直接把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，這種光電池又叫太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池作為能源廣泛應(yīng)用在人造地衛(wèi)星、燈塔、無(wú)人氣象站等處[9]。除了以上所說(shuō)的光電檢測(cè)器件以外光電檢測(cè)器件還在各個(gè)領(lǐng)域形成了獨(dú)具特色的各類產(chǎn)品：在軍事上主要有紅外制導(dǎo)、紅外探測(cè)器等，在生活中我們所用的各種遙控器、光感電燈等都是運(yùn)用到了光電檢測(cè)器件。其中也有不少光電檢測(cè)的產(chǎn)品改變了我們的生活，光纖傳感器就是在光電檢測(cè)器件的基礎(chǔ)上發(fā)明一種新型的光電傳感技術(shù)，它具有不受電磁干擾，體積小，重量輕，可繞曲，靈敏度高，耐腐蝕，高絕緣