半導(dǎo)體光敏元件
基于半導(dǎo)體光電效應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換傳感器，又稱光電敏感器。采用光、電技術(shù)能實現(xiàn)無接觸、遠(yuǎn)距離、快速和精確測量，因此半導(dǎo)體光敏元件還常用來間接測量能轉(zhuǎn)換成光量的其他物理或化學(xué)量。半導(dǎo)體光敏元件按光電效應(yīng)的不同而分為光導(dǎo)型和光生伏打型（見光電式傳感器）。光導(dǎo)型即光敏電阻，是一種半導(dǎo)體均質(zhì)結(jié)構(gòu)。光生伏打型包括光電二極管、光電三極管、光電池、光電場效應(yīng)管和光控可控硅等，它們屬于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)型器件。半導(dǎo)體光敏元件的主要參數(shù)和特性有靈敏度、探測率、光照率、光照特性、伏安特性、光譜特性、時間和頻率響應(yīng)特性以及溫度特性等，它們主要由材料、結(jié)構(gòu)和工藝決定。半導(dǎo)體光敏元件廣泛應(yīng)用于精密測量、光通信、計算技術(shù)、攝像、夜視、遙感、制導(dǎo)、機(jī)器人、質(zhì)量檢查、安全報警以及其他測量和控制裝置中。
光敏電阻? 又稱光導(dǎo)管。它是利用光照時半導(dǎo)體滿帶的電子飛越禁帶而改變導(dǎo)電率的原理制成的。其電阻值隨光照強(qiáng)度變化可達(dá)107倍。經(jīng)不同工藝摻雜的硫化鎘光敏電阻的光譜響應(yīng)峰值在520至620納米間。通過工藝控制和加濾光片校正能得到近似人的視感的響應(yīng)曲線。因此它被廣泛用于攝像技術(shù)中。用硫化鎘、硒化鎘混合制成的光敏電阻，通過調(diào)整比例和雜質(zhì)能獲得520～720納米的光譜響應(yīng)，并能提高靈敏度。硫化鋁、銻化銦、鍺（摻金）等材料的光敏電阻適于紅外探測，可用于遙感技術(shù)。
光敏二極管? 它是可見光和紅外光的重要探測器，又稱光電二極管。其工作原理是，當(dāng)光照下光子能量超過禁帶能量時,在PN結(jié)及其附近激發(fā)產(chǎn)生電子空穴對,它們被結(jié)電場分離，分別向N區(qū)和P區(qū)移動，從而產(chǎn)生光生伏打電壓，利用這種效應(yīng)就可以測量光照強(qiáng)度。光敏二極管的響應(yīng)時間遠(yuǎn)比光敏電阻快,一般都小于1微秒。淺PN結(jié)硅二極管和砷化鎵二極管的響應(yīng)曲線近似人的視感響應(yīng)曲線，可用于攝像技術(shù)。
光敏三極管? 又稱光電三極管。它把集基結(jié)的光生伏打效應(yīng)和三極管的電流放大特性結(jié)合起來，可以獲得優(yōu)于光敏二極管的靈敏度，但暗電流增大，溫度特性和線性度較差。為了改善這些不足，常在一片硅片上分別制成光敏二極管和三極管或復(fù)合管。