Название: Многоэлементные фотоприемные устройства и тепловизоры - Учеб. пособие. (Илюшин В.А.)

Жанр: Технические

Просмотров: 1299

Глава 3 основные характеристики фотонных приемников

Фотонные приемники, используемые в ИК-системах, должны удовлетворять определенным требованиям. 

1. Спектральная область фоточувствительности приемного устройства задается неравенством  и определяется энергией возбуждения электронов в фоточувствительном материале. Для собственных и примесных фотоприемников , где  измеряется в микрометрах, а  – в электроновольтах. Для приемников на диодах Шотки 1,24, где о – высота потенциального барьера, равного разности между работой выхода металла и электронным средством полупроводника.

2. Максимальная рабочая температура, до которой необходимо охлаждать фотонный приемник излучения, определяется требованием, чтобы приемник работал в режиме, когда его характеристики определяются фоновым излучением (режим ограничения фоном-ОФ).

3. Для работы приемника в режиме ОФ необходимо, чтобы джонсоновский шум был пренебрежимо мал по сравнению с генерационно-рекомбинационным фоновым шумом.

4. Для того чтобы приемник, работающий в режиме ОФ, имел наилучшие пороговые характеристики, необходимо, чтобы квантовая эффективность преобразования излучения  была наибольшей, близкой к единице.

Условия 1 и 4 достаточно очевидны, поэтому рассмотрим более детально только условия 2 и 3.

Оптимальной рабочей температурой приемников ИК-излучения является такая температура чувствительного элемента, которая обеспечивает достижение наилучших параметров приемной системы для заданных условий применения и в первую очередь – наилучшую пороговую чувствительность. Наилучшая пороговая чувствительность достигается при реализации наименьшего из возможных уровней шума. Принципиально неустранимым шумом полупроводниковых фотоприемников является генерационно-рекомбинационный шум. Другие шумы тем или иным способом могут быть либо устранены полностью, либо существенно уменьшены. По этой причине оптимальной рабочей температурой приемника излучения является такая температура, при которой генерационно-рекомбинационный шум имеет наименьшее значение.