固態(tài)光電探測器

把光功率或能量轉(zhuǎn)換成電量的各種半導體器件。把光量轉(zhuǎn)換成電量的固態(tài)光電探測器主要有:光敏電阻、光生伏打電池（光電池）、光電二極管和光電三極管以及由它們派生出的各種光電器件，也有利用其他效應制成的器件。

光敏電阻（光電導管）利用內(nèi)光電效應使半導體受光照后顯著改變導電性能的現(xiàn)象制成的器件。半導體可以是有機的或無機的、結(jié)晶型的或非晶態(tài)的；可以是單晶或多晶、薄膜燒結(jié)型、真空蒸發(fā)型、化學沉淀型或夾層型等。在半導體兩端鍍上電極就構(gòu)成光敏電阻。

在電極間施加電壓后無光照時流過的電流稱暗電流；光照后激發(fā)自由載流子，使流過的電流劇增，這部分電流稱光電流。入射的光量和光電流(施加給定的電壓)之間的關(guān)系曲線構(gòu)成光敏電阻的光電特性。

根據(jù)半導體材料及其摻雜類型的不同，不同的光敏電阻對不同的光譜段敏感。在可見光區(qū)使用的主要是硫化鋅、硫化鎘、硒化鎘及其混合多晶光敏電阻；在近紅外區(qū)使用的主要有硅、鍺、硫化鉛、銻化銦等。在中紅外和遠紅外區(qū)工作的光敏電阻一般均需保證低溫工作條件。

光生伏打電池（光電池） 能在光的照射下產(chǎn)生電動勢的半導體器件（見光生伏打效應）。光電池大量應用于航天器中作供電電源，并開始用作儀器或家庭供電，光電池也廣泛用于光度色度儀器中。目前工業(yè)生產(chǎn)的大多為硅光電池，對可見和近紅外光響應。

光電二極管能在光的照射下產(chǎn)生電動勢或光電流的半導體器件。它的結(jié)構(gòu)與光電池的相同，也是半導體結(jié)型器件，但尺寸小得多。它有兩種工作方式：當不加偏置電壓時，在光的照射下產(chǎn)生和光電池相同的電動勢，這稱為光電池的工作方式，其短路電流和開路電壓與光量有一定關(guān)系；當加反向偏置電壓（P區(qū)接電源負極，N區(qū)接電源正極）后，在光的照射下出現(xiàn)反向光電流，其大小與照射的光量有關(guān)，這稱為光電二極管工作方式。

PIN 光電二極管與一般光電二極管的區(qū)別在于在半導體的P區(qū)和N區(qū)間增加一層本征半導體Ⅰ 區(qū)，這樣會增加PN結(jié)耗盡區(qū)的厚度，提高吸收光子的幾率和減小結(jié)電容，從而提高探測效率和響應速度。

雪崩光電二極管的反向偏置電壓接近于反向擊穿電壓，這時光電子能通過與原子的碰撞電離釋放出更多的電子，實現(xiàn)電子倍增，但噪聲稍大。它具有高得多的探測效率和與PIN光電二極管相近的響應速度。

光電三極管 結(jié)構(gòu)與PNP或NPN半導體三極管相似,但大多沒有基極引出線。光照射到集電極-基極結(jié)上,產(chǎn)生的光電流起著基極電流的作用，經(jīng)三極管作用獲得放大數(shù)倍到近百倍的集電極電流。光電三極管的探測效率比光電二極管大得多，但受結(jié)電容的影響，響應慢，只能響應幾百千赫的調(diào)制光。

參考書目

R.J. Keyes, Optical and InfRared Detectors, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York,1977.