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在60年代初以前還沒有研制出適用的窄禁帶寬度的半導(dǎo)體材料，因而人們利用非本征光電導(dǎo)效應(yīng)。Ge、Si等材料的禁帶中存在各種深度的雜質(zhì)能級，照射的光子能量只要等于或大于雜質(zhì)能級的離化能，就能夠產(chǎn)生光生自由電子或自由空穴。非本征光電導(dǎo)體的響應(yīng)長波限λ由下式求得λc=1。24/Ei式中Ei代表雜質(zhì)能級的離化能。

到60年代中后期，Hg1-xCdxTe、PbxSn1-xTe、PbxSn1-xSe等三元系半導(dǎo)體材料研制成功，并進(jìn)入實用階段。它們的禁帶寬度隨組分x值而改變，例如x=0。2的HG0。8Cd0。2Te材料，可以制成響應(yīng)波長為8～14微米大氣窗口的紅外探測器。它與工作在同樣波段的Ge：Hg探測器相比有如下優(yōu)點：

工作溫度高(高于77K)，使用方便，而Ge：Hg工作溫度為38K;本征吸收系數(shù)大，樣品尺寸小;易于制造多元器件。表1和表2分別列出部分半導(dǎo)體材料的Eg、Ei和λc值。

通常，凡禁帶寬度或雜質(zhì)離化能合適的半導(dǎo)體材料都具有光電效應(yīng)。但是制造實用性器件還要考慮性能、工藝、價格等因素。常用的光電導(dǎo)探測器材料在射線和可見光波段有：CdS、CdSe、CdTe、Si、Ge等;在近紅外波段有：PbS、PbSe、InSb、Hg0。75Cd0。25Te等;在長于8微米波段有：Hg1-xCdxTe、PbxSn1-x、Te、Si摻雜、Ge摻雜等;CdS、CdSe、PbS等材料可以由多晶薄膜形式制成光電導(dǎo)探測器。

可見光波段的光電導(dǎo)探測器CdS、CdSe、CdTe的響應(yīng)波段都在可見光或近紅外區(qū)域，通常稱為光敏電阻。它們具有很寬的禁帶寬度(遠(yuǎn)大于1電子伏)，可以在室溫下工作，因此器件結(jié)構(gòu)比較簡單，一般采用半密封式的膠木外殼，前面加一透光窗口，后面引出兩根管腳作為電極。高溫、高濕環(huán)境應(yīng)用的光電導(dǎo)探測器可采用金屬全密封型結(jié)構(gòu)，玻璃窗口與可伐金屬外殼熔封。

器件靈敏度用一定偏壓下每流明輻照所產(chǎn)生的光電流的大小來表示。例如一種CdS光敏電阻，當(dāng)偏壓為70伏時，暗電流為10-6～10-8安，光照靈敏度為3～10安/流明。CdSe光敏電阻的靈敏度一般比CdS高。

光敏電阻另一個重要參數(shù)是時間常數(shù)τ，它表示器件對光照反應(yīng)速度的大小。光照突然去除以后，光電流下降到最大值的1/e(約為37%)所需的時間為時間常數(shù)τ。也有按光電流下降到最大值的10%計算τ的;各種光敏電阻的時間常數(shù)差別很大。CdS的時間常數(shù)比較大(毫秒量級)。

紅外波段的光電導(dǎo)探測器PbS、Hg1-xCdxTe的常用響應(yīng)波段在1～3微米、3～5微米、8～14微米三個大氣透過窗口。由于它們的禁帶寬度很窄，因此在室溫下，熱激發(fā)足以使導(dǎo)帶中有大量的自由載流子，這就大大降低了對輻射的靈敏度。

響應(yīng)波長越長的光，電導(dǎo)體這種情況越顯著，其中1～3微米波段的探測器可以在室溫工作(靈敏度略有下降)。3～5微米波段的探測器分三種情況：

在室溫下工作，但靈敏度大大下降，探測度一般只有1～7×108厘米·瓦-1·赫;熱電致冷溫度下工作(約-60℃)，探測度約為109厘米·瓦-1·赫;77K或更低溫度下工作，探測度可達(dá)1010厘米·瓦-1·赫以上。8～14微米波段的探測器必須在低溫下工作，因此光電導(dǎo)體要保持在真空杜瓦瓶中，冷卻方式有灌注液氮和用微型制冷器兩種。

紅外探測器的時間常數(shù)比光敏電阻小得多，PbS探測器的時間常數(shù)一般為50～500微秒，HgCdTe探測器的時間常數(shù)在10-6～10-8秒量級。紅外探測器有時要探測非常微弱的輻射信號，例如10-14瓦;輸出的電信號也非常小，因此要有專門的前置放大器。

光電探測器的應(yīng)用有哪些呢？以上就是小編在這方面為您做的一些介紹，通過上述文章的介紹，相信您對光電探測器已經(jīng)有了比較深入的了解了吧。除此之外，光電探測器的應(yīng)用選擇也有一些講究，在那些要求不是很嚴(yán)格的應(yīng)用中，一般可以使用任何一種探測器。但是，在某些特定的情況下，就需要慎重選擇光電探測器。