光电检测知识点汇总

知识点汇总(未完善)
前言：所涉及知识点均在重点范围内，第七、八章内容还未整理，我尽量及时更新。

有利于考前复习，可能不适于做小抄~。

基本常识：
AE ΦP I S 光照度受光面积
光通量输入光功率输出信号光电流电流灵敏度
光通量-lm ；照度-lx ；亮度-sb ；光强-cd
重点简录：
1、P33,量子效率，6’
量子效率hv
P e I //的光子数每秒入射波长为每秒产生的光电子数
2、P52(5)，由禁带宽度E g 计算长波限λ
g
g E hc
λλc ，νE h ν长波限理论值小于实际值原因：1在实际中短波更易被吸收。

2随温度的升高而向短波方向移动
3、P52(6)，光敏电阻，10’
光电导灵敏度E G S g
d p G G G (亮电导= 光电导+暗电导，因为光敏电阻是正偏的)
4、P75，光电二极管，10’
L
b e )G -U (U ΦS GU U G 0max 000)(亮电流(总电流) = 暗电流+ 光电流，因为光电二极管是正偏的
) 5、P89，放大倍数，10~12’
K
P
I I A 阴极电流阳极电流
hv
e /n
)(εεA 0详尽考点：
Chapter 2
电致发光即场致发光，顾名思义，它是固体发光材料在电场激发下发光的一种现象，是将电能直接转化为光能的过程。

具体过程：物质中的原子受到电子轰击，使原子中的电子获得动能，由低能态跃迁到高能态；当它由受激状态回复到正常状态时，就会发出辐射。

LED 发光机理P22 (就是电致发光)
当给发光二极管的P －N 结加正向电压时，外加电场将削弱内建电场，使空间电荷区变窄，载流子的扩散运
动加强。

由于电子迁移率总是远大于空穴的迁移率，因此电子由
N 区扩散到P 区是载流子扩散运动的主体。

当导带中的电子与价带中的空穴复合时，电子由高能级跃迁到低能级；电子将多余的能量以发射光子的形式
释放出来，产生电致发光现象。

外光电效应：器件外有电子或光电子产生，如光电倍增管。

内光电效应：实际影响的是电压或电导，如光电池，光电二极管Chapter 3
P33,量子效率，6’
★量子效率hv
P e I //的光子数每秒入射波长为每秒产生的光电子数
e I /—单位时间内被光子激励的光电子数(电流I 是单位时间的电荷量)
hv P /—单位时间内入射到探测器表面的光子数
(功率P 是单位时间的能量) —光电转换因子，
上式即为光电转换定律。

噪声等效功率NEP(Noise Equal Power)：当输出信号电流跟噪声一样大时对应的入射光功率。

NEP 总是越小越好(你可以这么想，噪声是越小越好的，所以‘噪声’‘等效’功率也一样。

)。

NEP = N S N S /I I P /U U P
(S 表示Signal(信号)，N 表示Noise(噪声))
P
P hv e I Pe Ihv
)/(
光电导效应：入射光强改变物质导电率的物理现象。

当光子能量大于禁带宽度(也因此有了长波限这个概念)，也就是电子有足够的钱过河
(禁带)，价带中的电子跨过护城河(禁带)到了导带，留下老婆(空穴)，然后老婆空虚寂寞冷，离婚率(电导率)就增加了。

(这个是某总打的比喻
~) ★由禁带宽度E g 计算长波限λ
g
g E hc
λλc ，νE h νP52(6)，光敏电阻，10’
★光电导灵敏度
E G S g (G 为光电导，E 为光照度，同样E 、Φ、P 可互换) ★亮电导= 光电导+暗电导，即d p G G G (可以这么记，月球本来是‘暗’的，受到‘光’照后就变
亮了，成为了月‘亮’。

p 即photo(光)，d 即dim(暗)，注意这是正偏的情况。

) Chapter 4
P75，光电二极管，10’(更详细的解析法见百度文库<<第6章光电二三级管(2)>> )
(哪位兄
台拍个清晰的把它改了吧~)
★L
b e )G -U (U ΦS GU U G 0max 000)(亮电流(总电流) = 暗电流+ 光电流。

试从几何意义上理解。

) 光电灵敏度
暗电导结间漏电导初始电导转折电压e S G
G U )(0
G L －负载电导
U b －偏置电压(就是那个两杠电池符号。

也就是外加电压。

可以让光电二极管工作在反向偏置状态)
Φmax －最大光通量（光通量Φ，光功率P ，光照度E 在这个问题上是等价的，题目给什么条件，就用什么来代入。

）
用途：当其他条件已知，上式可用于计算初始电导G 0或转折电压U 0。

也可以求解负载电导G L 与R L .(R L =1/G L )。

另：
1.当光通量改变时，只要将上式中的
U 0改为ΔU ，Φmax 改为ΔΦmax 即：L
b e )G -(U ΦS U G U G ΔＵΔΔΔ0(可用于计算电压改变量和电流改变量ΔU ，不要告诉我说你不知道ΔI=G L ΔU)
2.最大线性输出负载线：过偏置电压和转折点
M 所做直线在第一象限的部分。

也就是倾斜方向
明显跟其他线段不一样的那根。

3.补充知识点：一般下标
L 表示Load(负载)，下标b 表示bias(偏置，线偏振的偏也是这个bias)。

光电池(U oc ，I sc 该部分公式未整理)
Chapter 5
负电子亲和势：电子处于随时可以脱离的状态，用电子亲和势为负值的材料制作的光电阴极，由光子激发出
的电子只要能扩散到表面就能逸出，因此灵敏度极高。

(电子亲和势指的是半导体导带底部到真空能级间的能
量值，它表征材料在发生光电效应时，电子逸出材料的难易程度。

电子亲和势越小，就越容易逸出。

) P89，放大倍数，10~12’
★K
P
I I A 阴极电流阳极电流(记忆技巧：PK ，去P 的是阳极，被K 的是阴极，跟SM 是一回事)
★n
)
(εεA 0ε0－电子光学系统收集率
ε－倍增级收集率
σ－二次电子发射系数
Chapter 6
★电荷耦合器件分为表面沟道CCD(SCCD)和体沟道或埋沟道器件(BCCD)。

(多容易记，S 与B 的组合，S 表Surface(表面)，B 表Bury(埋))
胖零：即使是零信号，势阱中也有一定量的电荷，从而减少损耗，提高转移效率。

Chapter 7
(待续。

)。