光伏探测器的应用与发展

海军工程大学

毕业设计（论文）报告书题目光伏探测器的应用与发展

专业光机电一体化工程

班级07-2051 ___姓名王庆_指导老师刘照世_

2011 年3月5日

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摘要

1830年，L.诺比利利用当时新发现的温差电效应(也称塞贝克效应)，制成了一种以半金属铋和锑为温差电偶的热敏型探测器，也是第一个探测器的诞生，继后其他功能的探测器相继发展。探测器主要用于测量检查, 控制跟踪, 图像测量和分析等方面。光伏探测器是利用半导体光伏效应制作的器件。这类器件品种众多，但它们的原理都是相同的，所以在性质上有许多相近的地方。本论文内容着重分析光伏探测器的原理和性能参数及光电池、光电二极管、光电三极管的结构和应用，介绍光伏探测器的发展前景。本论文还对光伏探测器的偏置电路有一定的介绍。

关键词：光伏探测器性质应用发展偏置电路

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Abstract

In 1830, l .debbi Billy using the new found at temperature electric effect (also called plug baker effect), make a with half a metal bismuth and antimony temperature electric dipoles for the thermal type, and the first to detector probe after the birth of the other functions, following the detector successively development. The probe is mainly used for measuring inspection, control tracking, image measurement and analysis, etc. Photovoltaic detector is made using photovoltaic effects of semiconductor devices . This kind of device many kinds, but their principle is the same, so in nature have many similar place .This thesis focuses on analyzing the principle and performance photovoltaic detector test parameters and photoelectric triode, photoelectric diode, introduced the structure and application, the development prospect. This paper also on photovoltaic probe offset circuit has certain introduction.

Key words: Photovoltaic detector properties application development Offset circuit

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引言

回顾20世纪的科学技术成就，考察这些成就对世界经济、军事和社会发展进程所产生的越来越深远的影响，我们不能不首先提到原子能、半导体、电子计算机和激光等重大发明。原子能的发明，使人类利用的能源从木材、煤炭、石油、电气阶段进入原子能时代；半导体、电子计算机的发明，将人类从工业时代推进到信息时代；激光的出现使整个电子学的概念、理论和技术推进到了光顾电磁波段。

光伏探测器是利用半导体P-N结光生伏特效应而制成的探测器，简称PV 探测器。光电探测器是在紫外、可见光、近红外、中波红外和远红外这些光学波段上展开的。首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后通过光电探测器变成电信号输出。虽然光电测量方法灵活多样，看测参数众多，但光电探测器的工作原理均是其余物质的光电效应。光电效益分为外光电效应和内光电效应。外光电效应是指物质吸收光子并激发出自由电子的行为；内光电效应是光电效应的一种，主要由于光量子作用，引发物质电化学性质变化。内光电效应又可分为光电导效应和光生伏特效应。光电导效应：当入射光子射入到半导体表面时，半导体吸收入射光子产生电子空穴对，使其自生电导增大。光生伏特效应：当一定波长的光照射非均匀半导体（如PN结），在自建场的作用下，半导体内部产生光电压。

光电池是一种在光的照射下产生电动势的半导体元件。光电池的种类很多，常有硒光电池、硅光电池和硫化铊、硫化银光电池等。主要用于仪表，自动化遥测和遥控方面。有的光电池可以直接把太阳能转变为电能，这种光电池又叫太阳能电池。太阳能电池作为能源广泛应用在人造地卫星、灯塔、无人

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气象站等处。光电池也叫太阳能电池，直接把太阳光转变成电。因此光电池的特点是能够把地球从太阳辐射中吸收的大量光能转化换成电能。

光电二极管由于响应快、灵敏度高、性能稳定、检测线性好、噪声低而被广泛用于光电检测电路中，尤其在激光通讯测量中，通常要测量微瓦下的光信号，就更离不开硅光二极管，质量好的硅光二极管用于激光功率测量时，测量下限可以到达8

10-W。

10-W,分辨率可以达到12

光电三极管在多种电子设备中的应用非常广泛。随着数字通信技术的迅速发展以及光隔离器和固体继电器等自动控制部件在机械工业中应用的不断扩大,特别是微处理机在各个领域中的应用推广（有时一台微机上的用量可达十几个甚至上百个）和产品性能的逐步提高,光电耦合器的应用市场将日益扩大,同时,其社会交流和经济交流也一定会十分显著。今后,光电三极管将向高速化、高性能,小体积,轻重量的方向发展。

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目录

第一章光电探测及其重要作用 (1)

1-1、光电探测系统的组成 (1)

1-2光电系统的应用 (2)

第二章光伏探测器 (4)

2-1、光伏探测器的工作原理及伏安特性 (4)

2-2、光伏探测器的性能参数 (6)

2-2-1、响应率 (6)

2-2-2、噪声 (7)

2-2-3、比探测率 (8)

2-2-4、光谱特性 (10)

2-2-5、频率响应及响应时间 (11)

2-3、光伏探测器的偏置电路 (12)

2-3-1、自偏置电路 (12)

2-3-2、零伏偏置电路 (14)

2-3-3、反向偏置电路 (15)

第三章光伏探测器的应用 (17)

3-1、光电池 (17)

3-2、光电二极管 (18)

3-3、光电三极管 (21)

第四章光伏探测器的发展 (25)

4-1、光伏产业的产业链 (25)

4-2、双驱动助推光伏产业发展前景广阔 (26)

总结 (28)

参考文献 (29)

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