在60年代初以前還沒(méi)有研制出適用的窄禁帶寬度的半導(dǎo)體材料，因而人們利用非本征光電導(dǎo)效應(yīng)。Ge、Si等材料的禁帶中存在各種深度的雜質(zhì)能級(jí)，照射的光子能量只要等于或大于雜質(zhì)能級(jí)的離化能，就能夠產(chǎn)生光生自由電子或自由空穴。非本征光電導(dǎo)體的響應(yīng)長(zhǎng)波限λ由下式求得λc=1。24/Ei式中Ei代表雜質(zhì)能級(jí)的離化能。

到60年代中后期，Hg1-xCdxTe、PbxSn1-xTe、PbxSn1-xSe等三元系半導(dǎo)體材料研制成功，并進(jìn)入實(shí)用階段。它們的禁帶寬度隨組分x值而改變，例如x=0。2的HG0。8Cd0。2Te材料，可以制成響應(yīng)波長(zhǎng)為8～14微米大氣窗口的紅外探測(cè)器。它與工作在同樣波段的Ge：Hg探測(cè)器相比有如下優(yōu)點(diǎn)：

工作溫度高(高于77K)，使用方便，而Ge：Hg工作溫度為38K;本征吸收系數(shù)大，樣品尺寸小;易于制造多元器件。表1和表2分別列出部分半導(dǎo)體材料的Eg、Ei和λc值。

通常，凡禁帶寬度或雜質(zhì)離化能合適的半導(dǎo)體材料都具有光電效應(yīng)。但是制造實(shí)用性器件還要考慮性能、工藝、價(jià)格等因素。常用的光電導(dǎo)探測(cè)器材料在射線和可見(jiàn)光波段有：CdS、CdSe、CdTe、Si、Ge等;在近紅外波段有：PbS、PbSe、InSb、Hg0。75Cd0。25Te等;在長(zhǎng)于8微米波段有：Hg1-xCdxTe、PbxSn1-x、Te、Si摻雜、Ge摻雜等;CdS、CdSe、PbS等材料可以由多晶薄膜形式制成光電導(dǎo)探測(cè)器。

可見(jiàn)光波段的光電導(dǎo)探測(cè)器CdS、CdSe、CdTe的響應(yīng)波段都在可見(jiàn)光或近紅外區(qū)域，通常稱為光敏電阻。它們具有很寬的禁帶寬度(遠(yuǎn)大于1電子伏)，可以在室溫下工作，因此器件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，一般采用半密封式的膠木外殼，前面加一透光窗口，后面引出兩根管腳作為電極。高溫、高濕環(huán)境應(yīng)用的光電導(dǎo)探測(cè)器可采用金屬全密封型結(jié)構(gòu)，玻璃窗口與可伐金屬外殼熔封。

器件靈敏度用一定偏壓下每流明輻照所產(chǎn)生的光電流的大小來(lái)表示。例如一種CdS光敏電阻，當(dāng)偏壓為70伏時(shí)，暗電流為10-6～10-8安，光照靈敏度為3～10安/流明。CdSe光敏電阻的靈敏度一般比CdS高。

光敏電阻另一個(gè)重要參數(shù)是時(shí)間常數(shù)τ，它表示器件對(duì)光照反應(yīng)速度的大小。光照突然去除以后，光電流下降到最大值的1/e(約為37%)所需的時(shí)間為時(shí)間常數(shù)τ。也有按光電流下降到最大值的10%計(jì)算τ的;各種光敏電阻的時(shí)間常數(shù)差別很大。CdS的時(shí)間常數(shù)比較大(毫秒量級(jí))。

紅外波段的光電導(dǎo)探測(cè)器PbS、Hg1-xCdxTe的常用響應(yīng)波段在1～3微米、3～5微米、8～14微米三個(gè)大氣透過(guò)窗口。由于它們的禁帶寬度很窄，因此在室溫下，熱激發(fā)足以使導(dǎo)帶中有大量的自由載流子，這就大大降低了對(duì)輻射的靈敏度。

響應(yīng)波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光，電導(dǎo)體這種情況越顯著，其中1～3微米波段的探測(cè)器可以在室溫工作(靈敏度略有下降)。3～5微米波段的探測(cè)器分三種情況：

在室溫下工作，但靈敏度大大下降，探測(cè)度一般只有1～7×108厘米·瓦-1·赫;熱電致冷溫度下工作(約-60℃)，探測(cè)度約為109厘米·瓦-1·赫;77K或更低溫度下工作，探測(cè)度可達(dá)1010厘米·瓦-1·赫以上。8～14微米波段的探測(cè)器必須在低溫下工作，因此光電導(dǎo)體要保持在真空杜瓦瓶中，冷卻方式有灌注液氮和用微型制冷器兩種。

紅外探測(cè)器的時(shí)間常數(shù)比光敏電阻小得多，PbS探測(cè)器的時(shí)間常數(shù)一般為50～500微秒，HgCdTe探測(cè)器的時(shí)間常數(shù)在10-6～10-8秒量級(jí)。紅外探測(cè)器有時(shí)要探測(cè)非常微弱的輻射信號(hào)，例如10-14瓦;輸出的電信號(hào)也非常小，因此要有專門的前置放大器。

光電探測(cè)器的應(yīng)用有哪些呢？以上就是小編在這方面為您做的一些介紹，通過(guò)上述文章的介紹，相信您對(duì)光電探測(cè)器已經(jīng)有了比較深入的了解了吧。除此之外，光電探測(cè)器的應(yīng)用選擇也有一些講究，在那些要求不是很嚴(yán)格的應(yīng)用中，一般可以使用任何一種探測(cè)器。但是，在某些特定的情況下，就需要慎重選擇光電探測(cè)器。