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为什么杂质光电导探测器通常在低温下工作?
热噪声:光电探测器在工作时会受到热噪声的影响,即温度引起的电子运动产生的噪声,超低温可以降低探测器的温度,减少电子热运动,从而降低热噪声的干扰。
噪声减小:低温下热噪声会减小,可能会提高本征光电导探测器的信噪比。效率提高:随着温度降低,少子和载流子的浓度会降低,电子移动率增大,因此本征光电导探测器可能的响应速度、探测和量子效率会提高。
不含杂质的光敏电阻一般在室温下工作,适用于可见光和近红外辐射探测,含杂质的光敏电阻通常必须在低温条件下工作,常用于中、远红外辐射探测。(2)在摄像管中的应用光电导材料是目前摄像管中应用最为广泛的光电变换材料之一。
因为载流子不逸出体外,所以称内光电效应。量子光电效应灵敏度高,响应速度比热探测器快得多,是选择性探测器。为了达到最佳性能,一般都需要在低温下工作。光电探测器可分为:光伏型:主要是p-n结的光生伏特效应。
可见光波段的光电导探测器CdS、CdSe、CdTe 的响应波段都在可见光或近红外区域,通常称为光敏电阻。
因为硅是间接带隙半导体材料,其发光效率很低。所以半导体激光器采用的是高发光效率的gaas、ingan等直接带隙半导体材料做有源层。
半导体材料特性参数有哪些半导体材料特性要求有哪些
1、光电特性 很多半导体材料对光十分敏感,无光照时,不易导电;受到光照时,就变的容易导电了。例如,常用的硫化镉半导体光敏电阻,在无光照时电阻高达几十兆欧,受到光照时电阻会减小到几十千欧。
2、半导体材料的特性参数有禁带宽度、电阻率、载流子迁移率、非平衡载流子寿命和位错密度。禁带宽度由半导体的电子态、原子组态决定,反映组成这种材料的原子中价电子从束缚状态激发到自由状态所需的能量。
3、半导体的特性包括热敏性、光敏性、掺杂性、能带结构、载流子传输。热敏性 半导体的热敏性是指其导电性能随温度的变化而变化的特性。
4、热敏特性 半导体的电阻率随温度变化会发生明显地改变。例如纯锗,湿度每升高10度,它的电阻率就要减小到原来的1/2。温度的细微变化,能从半导体电阻率的明显变化上反映出来。
5、常用的半导体材料的特性参数有:禁带宽度、电阻率、载流子迁移率(载流子即半导体中参加导电的电子和空穴)、非平衡载流子寿命、位错密度。
6、半导体具有特性有:可掺杂性、热敏性、光敏性、负电阻率温度、可整流性。
为什么光生伏特效应器件比光电导器件效应速度快
现象不同 光电导效应,又称为光电效应、光敏效应,是光照变化引起半导体材料电导变化的现象。光生伏特效应是指半导体在受到光照射时产生电动势的现象。
内光电效应是被光激发所产生的载流子(自由电子或空穴)仍在物质内部运动,使物质的电导率发生变化或产生光生伏特的现象。外光电效应是被光激发产生的电子逸出物质表面,形成真空中的电子的现象。
光生伏特效应是太阳能电池工作的基础。太阳能电池通过吸收太阳光,激发半导体材料内的电子,产生电流。这是光生伏特效应最直接也是最重要的应用,它使得太阳能这种清洁能源得以有效利用,推动全球的可持续发展。
年,有人在半导体硒和金属接触处发现了固体光伏效应。后来就把能够产生光生伏打效应的器件称为光伏器件。由于半导体PN结器件在阳光下的光电转换效率最高,所以通常把这类光伏器件称为太阳能电池,也称光电池或太阳电池。
光电二极管 光电二极管是一种具有光电转换功能的器件。当光照射到光电二极管上时,光生伏特效应产生的电势差驱动电子在电路中流动,引发电流变化。光电二极管被广泛应用于光通信、光传感和光测量等领域。
半导体光电子器件的器件分类
1、分为三大类:①发光二极管 (LED) 和激光二极管(LD):将电能转换成光辐射的电致发光器件。
2、半导体发光器件是一种将电能转换成光能的器件。它包括发光二极管、红外光源、半导体发光数字管等。1·发光二极管发光二极管的管芯也是一个PN结,并具有单向导电性。
3、- 异质结光电子器件:由不同半导体材料形成的结,比如量子阱结构。- 多结光电子器件:具有多个能带隙的结结构,提高能量转换效率。
4、双极型器件是指器件内部的电子和空穴两种载流子都参与导电过程的半导体器件。这类器件的导通电阻小于0.09Ω,导通电压降低,阻断电压高,电流容量大。
5、- 体光电子器件:基于单一均匀半导体材料制成的器件。- 正反向结光电子器件:利用PN结或PIN结等结构实现光电转换。- 异质结和多结光电子器件:在不同半导体材料之间形成的结,用于提高性能或实现特定功能。
6、目前半导体元件包括 : 二极管、三极管、场效应管、晶闸管、达林顿管、LED以及含有半导体管的集成块、芯片等。