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紅外傳感器ppt課件(2)(編輯修改稿)

2026-02-11 07:39 本頁面

　

【文章內容簡介】化過程中，才有信號輸出。所以，必須對紅外輻射進行調制（或稱斬光），使恒不定期的輻射變成交變輻射，不斷地引起傳感器的溫度變化，才能導致熱釋電產生，并輸出交變的信號。第 16章紅外傳感器光子傳感器利用光子效應所制成的紅外傳感器，統稱光子傳感器。按照光子傳感器的工作原理，一般可分為內光電和外光電傳感器兩種，內光電傳感器又分光電導傳感器，光生伏特感器和光磁電傳感器等三種。第 16章紅外傳感器當光輻射照在某些材料的表面上時，若入射光的光子能量足夠大，就能使材料的電子，逸出表面，向外發射出電子，這種現象叫外光電效應或光電子發射效應。光電二極管、光電倍增管等便屬于這種類型的電子傳感器。它的響應速度比較快，一般只需幾個毫微秒。但電子逸出需要較大的光子能量，只適宜在近紅外輻射或可見光范轉內使用。 ? 外光電傳感（ PF器件）第 16章紅外傳感器 ? 光電導傳感器（ PC器件）當紅外輻射照射在某些半導體材料表面上時，半導體材料中有些電子和空穴可以從原來不導電的束縛狀態變為能導電的自由狀態，使半導體的導電率增加，這種現象叫光電導現象。利用光電導現象制成的傳感器稱為光電導傳感器，如硫化鉛（ Pbs）、硒化鉛（ PbSe）、銻化銦（ InSb）、碲鎘汞（ HgCdTe）等材料都可制造光電導傳感器。使用光電導傳感器時，需要制冷和加上一定的偏壓，否則會使響應率降低，噪聲大，響應波段窄，以致使紅外傳感器損壞。第 16章紅外傳感器 ? 光生伏特傳感器（ PU器件）當紅外輻射照射在某些半導體材料的 pn結上時，在結內電場的作用下，自由電子移向 N區，空穴移向P區。如果結開路，則在結兩端便產生一個附加電勢，稱為光生電動勢。利用這個效應制成的傳感器稱為光生伏特傳感器或結傳感器。第 16章紅外傳感器 ? 光磁電傳感器（ PEM器件）當紅外輻射照在某些半導體材料的表面上時，材料表面的電子和空穴將向內部擴散，在擴散中若受強磁場的作用，電子與空穴則各偏向一邊，因而產生開路電壓，這種現象稱為光磁電效應。利用此效應制成的紅外傳感器，叫做光磁電傳感器。光磁電傳感器不需要致冷，響應波段可達 7μm左右，時間常數小，響應速度快，不用加偏壓，內阻極低，噪聲小，有良好的穩定性和可靠性。但其靈敏度低，低噪聲前置放大器制作困難，因而影響了使用。第 16章紅外傳感器三、紅外傳感器的性能參數電壓響應率 ?R 當（經過調制的）紅外輻射照射到傳感器的敏感面上時，傳感器的輸出電壓與輸入紅外輻射功率之比，叫做傳感器的電壓響應率。 APUR s0??（ V/W或 WV ?? / ） —— 紅外傳感器的輸出電壓（ V）； —— 投射到紅外敏感元件單位面積上的功率（ W/cm2） —— 紅外傳感器敏感元件的面積（ cm2） sU0PA第 16章紅外傳感器響應波長范圍響應波長范圍（或稱光譜響應），是表示傳感器的電壓響應率與入射的紅外輻射波長之間的關系，一般用曲線表示。由于熱電傳感器的電壓響應率與波長無關，它的響應率曲線是一條平行于橫坐標（波長）的直線，如曲線 1所示。 m? c??R?R21第 16章紅外傳感器光子傳感器的電壓響應率是波長的函數，它的響應率是一條隨波長變化而變化的曲線，如曲線 2所示。一般將響應率最大值所對應的波長稱為峰值波長（），而把響應率下降到響應值的一半所對應的波長稱為截止波長（），它表示紅外傳感器使用的波長范圍。 m?c?m? c??R?R21第 16章紅外傳感器噪聲等效功率如果投射到紅外傳感器敏感元件上的輻射功率所產生的輸出電壓，正好等于傳感器本身的噪聲電壓，則這個輻射功率就叫做“噪聲等效功率”。通常用符號“ NEP”表示 SUNU?RUUUAPNE P NNs??/00—— 投射到傳感器敏感元件單位面積上的輻射功率（ W/cm2）； —— 紅外傳感器敏感元件的面積（ cm2） 0P0A第 16章紅外傳感器探測率探測率是噪聲等效功率的倒數，即 NURNE PD /1??? 紅外傳感器的探測率越高，表明傳感器所能探測到的最小輻射功率越小，傳感器就越靈敏。比探測率比探測率又叫歸一化探測率，或者叫探測靈敏度。通常用符號表示 *DfAURfADfAN E PD N ?????? 000* )/()/1( ?第 16章紅外傳感器為響應率下降到最大值的（ 3dB）時間的調制頻率。時間常數時間常數表示紅外傳感

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