光电探测器论文

贵州民族学院光电探测与信号测量 课程论文（设计）光电二极管学院贵州民族学院专业光信息科学与技术班 级 09级姓名学 号 200907040055指导教师光电二极管张猛飞摘要：响应时间决定时间的三要素： 光生载流子在耗尽层的扩散时间 光生载流子在耗尽层内的漂移时间 与负载并联的结电容所决定的电路时间常数，光电二极管响应时间随其所加偏压的升 高而减低，偏压趋于零时趋于无穷大。关 键 词： 响应时间，偏置电压，影响因素。“光电二极管”的响应时间一：实验原理(1) 光电探测器件输出的电信号电信号都要在时间上落后与光信号，光电探测器的 输出相对与输入的光信号要发生沿时间轴上的扩展，这种响应落后与作用信号的特性称为 惰性。如果探测器观测的时间快速变化，通过惰性的影响会使输出严重失真，所以探测器 时间响应特性是非常重要的。实验用脉冲响应特性法和幅频特性法测定光电二极管的响应 时间。光电探测器频率对交变入射光的响应能力。它的器件响应与时间常数有关，时间常 数越小，上限频率越高，响应时间就越快。(2) 表示时间响应特性有两种方法一是脉冲响应特性，二是幅频响应特性。检波电路的时间常数为 35ms 时所具有的声级计的动态特性脉冲 ，响应落后与作用信 号的现象为弛豫，弛豫时间的定义：阶跃4 信号作用于器件，则起始弛豫是探测器的响应 从零上升为稳定值(l-1/e)时所需时间。衰减弛豫定义：信号撤去后探测器的响应下降 到1/e所需时间。若光电探测器在单位阶跃信号作用下的起始阶跃响应函数为1-exp (-1/ T 1),衰减响应函数为exp (-t/T 1),根据第一定义，起始弛豫时间为T 1,衰减时T 2， 此外若测出光电探测器的单位冲激响应函数，则可直接用其半值宽度来表示时间持性用， 脉冲式发光二极管，火花源等可得到具有单位冲激函数的6函数光源，从而可测得单位阶 跃响应函数来确定响应时间。放大电路的电压放大倍数与频率的关系称为幅频特性，是由于光电探测器惰性的 存在，使得响应度不仅与入射幅度的波长有关，而且还是入射调频的函数这个函数关系与 入射光强信号的波形有关，幅频特性：A(w)=1/(1+2t 2)1/2，其中A()表示归一化后的幅 频特性；w=2f为圆频率；f为调制频率；T为响应时间。实验中测得探测器输出电压V(w) 为V(w)=V0/(1+w2T 2)/2,(其中V0为探测器在入射光频率为0时的输出电压)。二：实验内容极管档处，此时可观测到方波，由输出出引出即可得到光电二极管的输出波形，其频率可通过频率调节档来调节，然后根据要求测量一定电压下不同负载时其响应时间和一定光电二极管响应时间与偏压的关系：偏置电压E/V0102030响应时间错误OO57. 7753. 2751. 4得出：光电二极管响应时间随其所加偏压的升高而减低，偏压趋于零时趋于无穷大光电二极管的响应时间与负载电阻的关系负载电阻 500lk；純範阻:10k50k响应时间 40.2错误44.253.6113.4结果：光电二极管响应时间随负载电阻增大而增大，呈非线性关系。结 论:通过我们组对光电二极管响应时间的观测及对响应时间与偏置电压和负载电阻的观 测我的出以下结论 在未击穿 PN 结的情况下，随着偏压变高高，响应时间逐渐变短；响应 时间随着负载电阻的减小，响应时间也逐渐变短。偏压趋于零时趋于无穷大，光电二极管 的响应时间与其负载电阻呈非线性关系。可以知道光电二极管的响应时间与其所加反偏电 压和所接负载有都有关系。参 考 文 献:(1) 曾晓东等 编:光电探测与信号处理科学出版社，2010：45-91.(2) 卢春生光电探测技术与应用M.北京：机械工业出版社，1992： 4591.(3) 吴杰光电信号检测M.哈尔滨工业大学出版社，1990： 5395.