半导体传感器的色敏传感器

半导体传感器的色敏传感器,第1张

色敏传感器是光敏传感器的一种。光敏器件一般检测的都是在一定波长范围内光的强度,而半导体色敏传感器则可用来直接测量从可见光到近红外波段内单色辐射的波长。

对于用半导体硅制造的光电二极管, 在受光照射时, 若入射光子的能量hυ大于硅的禁带宽度Eg, 则光子就激发价带中的电子跃迁到导带而产生一对电子-空穴。

光在半导体中传播时的衰减是由于价带电子吸收光子而从价带跃迁到导带的结果, 这种吸收光子的过程称为本征吸收。

不同材料对不同波长的光吸收程度不一样。对硅而言,波长短的光子衰减快, 穿透深度较浅, 而波长长的光子则能进入硅的较深区域。

浅的P-N结有较好的蓝紫光灵敏度, 深的P-N结则有利于红外灵敏度的提高, 半导体色敏器件正是利用了这一特性

依据:半导体中不同的区域对不同的波长分别具有不同的灵敏度。

在具体应用时, 应先对该色敏器件进行标定。

测定不同波长的光照射下, 该器件中两只光电二极管短路电流的比值ISD2/ISD1, (ISD1是浅结二极管的短路电流, 它在短波区较大, ISD2是深结二极管的短路电流, 它在长波区较大)。

确定二者的比值与入射单色光波长的关系。

根据标定的曲线, 实测出某一单色光时的短路电流比值, 即可确定该单色光的波长。 ? 光谱特性

短路电流比-波长特性

温度特性

简单说明如下,

半导体的压敏性,当外加电压变化达到某一特定阈值时,导致其导电性能能发生明显变化的性质。例如,压敏电阻。 压敏电阻,是指一类对电压敏感的非线性过电压保护半导体元件。

半导体的光敏性,在特定频率的光照下,可导致其电阻率发生变化的性质。例如,光敏电阻。

半导体的热敏性,由于温度变化,可导致其电阻率发生变化的性质。例如,热敏电阻。

半导体光敏元件

semiconduct-photosensitive element

基于半导体光电效应的光电转换传感器,又称光电敏感器。采用光、电技术能实现无接触、远距离、快速和精确测量,因此半导体光敏元件还常用来间接测量能转换成光量的其他物理或化学量。半导体光敏元件按光电效应的不同而分为光导型和光生伏打型(见光电式传感器)。光导型即光敏电阻,是一种半导体均质结构。光生伏打型包括光电二极管、光电三极管、光电池、光电场效应管和光控可控硅等,它们属于半导体结构型器件。半导体光敏元件的主要参数和特性有灵敏度、探测率、光照率、光照特性、伏安特性、光谱特性、时间和频率响应特性以及温度特性等,它们主要由材料、结构和工艺决定。半导体光敏元件广泛应用于精密测量、光通信、计算技术、摄像、夜视、遥感、制导、机器人、质量检查、安全报警以及其他测量和控制装置中。

例如:光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管。


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