光敏器件动态参数的研究

光敏器件动态参数的研究硅光电二极管SD及硫化镉光敏电阻CS是常用的两种光敏器件，在大学物理实验中都可以见到这两种器件的应用，也有对这两种器件特性进行测量的物理实验，但一般只是进行静态参数测量，不涉及对器件的动态参数即时间响应的测量。但在某些应用中需要对迅速变化的光强（比如光电门）进行测量，如何正确选择光敏器件以及正确配置测量电路的参数就变得非常重要了，其中涉及到多种因素，一般要通过实验来确定。因此我们设计了测量光敏器件时间响应的实验，可以作为学生研究性实验的课题。【实验目的】1.学习对器件动态参数的测量：2.了解不同光电探测器的时间响应：3.学习利用Lebview进行动态测量以及相关的数据处理。【实验原理】1.硅光电二极管和硫化镉光敏电阻m硅光电二极管SD是结型光敏器件，光电效应发生在结区内。在测量光强时可以工作在两种模式下：一种是光伏模式，其特点是器件两端偏置电压为零，在光照条件下产生电压。在保持偏置电压为零的条件下，输出的光电流与入射光强成正比。另一种是光电导模式，在器件两端施加反向偏置电压，在光照为零时其电阻近似无穷大，在光照条件下其电阻减小，负载R上的电压降与入射光强成正比，即由于R上压降引起的偏置电压的变化并不影响线性，但会影响到结电容。因为其工作在反向偏压条件下，PN结中的耗尽层增宽，结电容变小，因此有更快的响应时间。为了能取得更好的性能，在结构上还可采用PN的形式，这里I是指未掺杂的本征半导体层，其形成了耗尽层，它有较大的耗尽层宽度，因此结电容较小。反向偏置时有更快的时间响应。对于SD,在测量快变化的光信号时毫无例外地都是采用光电导的工作模式。在这种模式下SD信号的上升及下降时间与电路的时间常数RC有很大的关系，这里R是二极管的串联电阻Rs与负载电阻R之和，C是结电容与杂散电容之和。因为响应时间和具体的器件及电路参数有关，所以响应时间都要通过实验确定。硫化镉光敏电阻CS是单一材料构成的半导体光敏器件，入射的光子能量用来激发价带上的电子跃到导带上，因此入射光增加了附加的自由电子，从而降低了器件的电阻。它常被用在测量精度要求不高的场合。但因为价格便宜，坚固耐用，灵敏度高。