本節(jié)要求:
掌握色敏傳感器的工作原理和應(yīng)用。
一、工作原理
光在半導(dǎo)體中傳播時的衰減是由于價帶電子吸收光子而從價帶躍遷到導(dǎo)帶的結(jié)果,這種吸收光子的過程稱為本征吸收。硅的本征吸收系數(shù)隨入射光波長變化,在紅外部分吸收系數(shù)小,紫外部分吸收系數(shù)大。 這就表明,波長短的光子衰減快,穿透深度較淺,而波長長的光子則能進入硅的較深區(qū)域。
淺的P-N結(jié)有較好的藍紫光靈敏度,深的P-N結(jié)則有利于紅外靈敏度的提高,半導(dǎo)體色敏器件正是利用了這一特性。
淺結(jié)的即是光電二極管對紫外光的靈敏度高, 而紅外部分吸收系數(shù)較小, 這類波長的光子則主要在深結(jié)區(qū)被吸收。因此,深結(jié)的那只光電二極管對紅外光的靈敏度較高。
二、短路電流比—波長特性
短路電流比—波長特性是表征半導(dǎo)體色敏器件對波長的識別能力,是賴以確定被測波長的基本特性。
三、溫度特性
由于半導(dǎo)體色敏器件測定的是兩只光電二極管短路電流之比,而這兩只光電二極管是做在同一塊材料上的,具有相同的溫度系數(shù),這種內(nèi)部補償作用使半導(dǎo)體色敏器件的短路電流比對溫度不十分敏感,所以通常可不考慮溫度的影響。
