光電傳感器概述

　　光電傳感器在光通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了將光轉(zhuǎn)化為電的功能，主要是基于半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng)。所謂光伏效應(yīng)，是指光使不均勻的半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬結(jié)合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。(光電導(dǎo)向效應(yīng)是指在光的作用下，電子吸收光子能量從關(guān)鍵狀態(tài)過(guò)度到自由狀態(tài)，從而導(dǎo)致材料電導(dǎo)率的變化。也就是說(shuō)，當(dāng)光照射到光電導(dǎo)體時(shí)，如果光電導(dǎo)體是一種基本的半導(dǎo)體材料，光輻射能量足夠強(qiáng)，光電材料價(jià)帶上的電子會(huì)被激發(fā)到導(dǎo)帶，使光電導(dǎo)體的電導(dǎo)率變大，是指輻射引起被照射材料電導(dǎo)率變化的物理現(xiàn)象。光子作用于光電導(dǎo)體，形成本征吸收或雜質(zhì)吸收，產(chǎn)生額外的光生載流子，從而改變半導(dǎo)體的電導(dǎo)率，產(chǎn)生光電導(dǎo)率。

　　工作原理

　　光電傳感器的基本工作機(jī)理包括三個(gè)過(guò)程:(1)光生載流子在光下產(chǎn)生;(2)載流子擴(kuò)散或漂移形成電流;(3)光電流在放大電路中放大并轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。當(dāng)傳感器表面有光時(shí)，如果材料的禁帶寬度小于入射光子的能量，即Eg當(dāng)光在半導(dǎo)體中傳輸時(shí)，光波的能量會(huì)隨著傳播而逐漸減少，原因是光子在半導(dǎo)體中被吸收。半導(dǎo)體對(duì)光子的吸收最重要的是本征吸收，本征吸收分為直接跳躍和間接跳躍。通過(guò)測(cè)試半導(dǎo)體的本征吸收光譜，不僅可以獲得半導(dǎo)體的禁帶寬度等信息，還可以用來(lái)區(qū)分直接帶隙半導(dǎo)體和間接帶隙半導(dǎo)體。本征吸收導(dǎo)致材料的吸收系數(shù)通常比較高，因?yàn)榘雽?dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)，所以半導(dǎo)體有連續(xù)的吸收光譜。從吸收光譜可以看出，當(dāng)本征吸收開(kāi)始，半導(dǎo)體的吸收光譜有明顯的吸收光譜，但是半導(dǎo)體和間接帶隙半導(dǎo)體的吸收光譜半導(dǎo)體的吸收光譜很多。