Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Ишанин Г.Г. -> "Источники и приемники излучения" -> 32

Источники и приемники излучения - Ишанин Г.Г.

Ишанин Г.Г., Панков Э.Д., Андреев А.Л. Источники и приемники излучения — Спб.: Политехника, 1991. — 240 c.
ISBN 5-7325-0164-9
Скачать (прямая ссылка): istochnikiizlucheniya1991.djvu
Предыдущая << 1 .. 26 27 28 29 30 31 < 32 > 33 34 35 36 37 38 .. 94 >> Следующая

Дробовый шум определяется тем, что электрический ток представляет собой поток частиц, флуктуирующих во времени, и имеет равномерный спектр. Дисперсию тока дробового шума в полосе А/ определяют по формуле Шоттки I
7?Р. ш = 2е/0 А/,
гдее — заряд электрона, е = 1,6-10-19 А-с; /„ — среднее значение тока в ПИ.
80
Протекая по нагрузочному сопротивлению Ra, ток дробового шума создает напряжение шума
Кдр. ш = 2е/оЯ2нЛ/.
Дисперсию тока дробового шума в полосе А/ Для ФЭУ вычисляют по формуле
ТЯР.ш = 2е1кМ*(1+В) А/,
I где /к — суммарный ток с фотокатода, А; М — коэффициент усиления ФЭУ; (1 + В) — коэффициент, учитывающий дробовый шум эмиттеров [для ФЭУ с электростатической фокусировкой (1 + В) = 2,51.
Дисперсия тока дробового шума в полосе А/ у лавннных фотодиодов на основе собственных полупроводников
71Р. m = 2eI0M3 Af,
где М — коэффициент умножения тока лавинного фотодиода.
Для примесных лавинных р+ — n-диодов (весь ток переносят дырки)
Рдр. ш = 2е/оЛ43 Д/ [1 + (±^~) (^лГ1)2] •
Для примесных лавинных п+ — р-диодов (весь ток переносят электроны)
75р. Ш = 2eloM3 A/[l — (I — К) (-^1)2]>
где К = р/а; аир — коэффициенты ионизации электронов и дырок соответственно. Для германия К > 1, для кремния К < 1, для GaAs и GaP К — 1.
Генерационно-рекомбинационный шум наблюдается у полупро-' водниковых ПИ и вызывается случайным характером генерации носителей тока, а также случайным характером рекомбинации этих носителей, т. е. флуктуацией числа и времени их жизни. Такой шум зависит от концентрации и времени жизни носителей ! и повышается при увеличении напряжения питания УПИт-
Дисперсия напряжения генерационно-рекомбинационного шума для фоторезисторов на основе собственной проводимости в
* полосе Д/ имеет вид [571
V2 = XV2 тнА/ 1
Г-Р- ш * v пит (дт + пу , + (2я/тн)2 ’
f где /?т и /?н — темновое сопротивление фоторезистора и сопротивление нагрузки, Ом; тн — время жизни носителей, с; л — концентрация носителей, 1/см3; V — объем фотослоя, см3; / — частота у модуляции потока излучения, Гц.
I Шум мерцания (фликкер-эффект) возникает у фотоэлементов г» из-за непостоянства чувствительности фотокатода во времени, он
проявляется на низких частотах (/ < 100 Гц) и может превышать дробовый шум на порядок
где В — постоянная, зависящая от фотокатода; А — площадь фотокатода; /м — частота модуляции потока излучения.
Токовый шум (избыточный, 1//м-шум) объединяет несколько видов шума, которые отдельно рассчитать трудно. Он зависит от состояния поверхности и технологии изготовления фоточувстви-тельного слоя, от качества контактов и токов утечки. Дисперсию напряжения токового шума на сопротивлении нагрузки Ru определяют по формуле
где В' — коэффициент, зависящий от типа ПИ (для сернистосвинцовых фоторезисторов В' = 10_11Ч-10~12); R — сопротивление приемника, Ом; /0 — среднее значение тока в цепи Г1И, А.
На низких частотах (меньших 100 Гц) токовый шум у приемников может превышать другие виды шумов на порядок и более, с увеличением частоты свыше 1000 Гц он резко падает.
При расчете общего шума ПИ считают, что шумы некорреЛи-рованы, поэтому дисперсия суммарного напряжения шумов будет равна
Так как с минимальными пороговыми потоками ПИ работают при отсутствии посторонних засветок, то обычно измеряют темно-вой ток и темновое напряжение, которые определяют уровень минимальных, регистрируемых данным ПИ сигналов. Измерения проводят в условиях полного затемнения на аппаратуре, аналогичной той, которую применяют для измерения 5ИНТ. По результатам измерения вычисляют среднее арифметическое /т. ер и V?, ср из п измерений, определяют максимальное отклонение темнового тока /т шах (Утшах)от среднего значения и определяют нестабильность темнового тока 8/т (6УТ) по аналогии с обработкой результатов при измерении 5ИНТ. Требования к измерительной аппаратуре те же. При измерениях /т.ш и VT. ш сначала измеряют уровень собственных шумов установки УШ1 (/mi)> не подавая на ПИ напряжение питания. Затем подают питание VD и измеряют суммарный шум Уш2 (/шг)- Если шумы ПИ близки к шумам уста-
новкиУШ2 < ЗУШ1, то расчет ведут по формуле Vm = ]/"Уш2 — VL. Если УШ2 > 3Vml, то его значение и принимается за напряжение шума фотоприемника. Ток шума /ш = VmlRn.
Пороговым потоком Фп ПИ в заданной полосе называют среднее квадратическое значение действующего на ПИ синусоидально модулированного потока излучения источника
82
сигнала с заданным спектральным распределением, при котором среднее квадратическое значение напряжения (тока) фотосигнала равно среднему квадратическому значению напряжения (тока) шума в заданной полосе частот (ГОСТ 21934—83*):
Фп = Y^!Sv или Ф n^YK/St.
Для фотоэмиссионных ПИ типа ФЭУ или фотоэлементов (ФЭ) Фи ГОСТ 20526—82 называет световой поток или поток излучения, который, падая на фотокатод, создает на выходе ФЭУ или ФЭ сигнал, равный среднему квадратическому значению напряжения шумов темнового анодного тока, измеренного в определенной полосе частот (эквивалентом шума темнового анодного тока ФЭУ или ФЭ). Оба эти названия применяются в литературе при рассмотрении параметров различных ПИ.
Предыдущая << 1 .. 26 27 28 29 30 31 < 32 > 33 34 35 36 37 38 .. 94 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed