Шумовые параметры пи

Т.к. шумы являются процессами случайными, их описывают по теории вероятности: среднеквадратичное значение, I_ш, V_ш – среднеквадратичное значение флуктуаций ΔФ. Дисперсия – это .

Радиационный (фотонный) шум. Возникает из-за флуктуаций потока квантов, падающих на ПИ, и флуктуаций потоке квантов, излучаемых ПИ в среду

ε_тф – коэффициент излучения фона

А – площадь ПИ

α_т – коэффициент поглощения ФПИ

α_т=ε_тпи

Общая флуктуация

- шум белый

Тепловой шум – хаотичное тепловое движение свободных электронов (Найквист).

Дробовой шум – флуктуации количества электронов (Шоттки)

Генерационно -рекомбинационный шум – флуктуации генерации и рекомбинации носителей тока

Токовый (избыточный) шум (объединяет несколько видов шумов)

Дисперсия суммарного напряжения шумов

Временные параметры пи

Рис. 1

τ_н – когда сигнал достигнет доли

τ_сп - когда сигнал уменьшается в е раз.

В общем виде τ_сп ≠τ_н, но: - постоянная времени

f_гр - граничная частота, когда чувствительность падает до 0,707

Электрические параметры

R_Т – темновое сопротивление

- динамическое сопротивление

С – емкость

I_Т – темновой ток

V_P – рабочее напряжение

Р_max – максимальная рассеиваемая мощность

3. Характеристики пи

а) Спектральные б) Частотная

Рис.2

в) Вольтамперная г) Световые

Рис. 3

д ) Апертурная

Рис. 4

е) Температурные характеристики

Зависимость чувствительности, сопротивления, шумов и др. параметров от температуры.

Рис. 5

или ,

β_Т – ТКС (температурный коэффициент сопротивления)

Для большинства металлов:

( при комнатной β=0,003 К^-1 )

Для большинства полупроводников:

, В=3000 К

ж) Зависимость параметров от величины потока излучения.

Рис. 6

II. Селективные пи

1. Фотоэмиссионные пи

Внешний фотоэффект или фотоэлектронная эмиссия – испускание электронов под действием облучения. Электрод, эмитирующий электроны – называется фотокатод.

1. Закон Столетова. Фототок в режиме насыщения прямо пропорционален потоку излучения. Режим насыщения – все фотоэлектроны из катода достигают анода.

І_ф = S·Φ

2. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов пропорциональна частоте падающего излучения υ и не зависит от его интенсивности.

, Е_ф – фотоэлектронная работа выхода.

Это закон Эйнштейна – закон сохранения энергии.

3. Для каждого вещества существует длинноволновая граница фотоэффекта (красная граница ф/э).

hυ_гр- E_ф= 0

Квантовая эффективность – отношение числа фотоэлектронов к числу падающих фотонов

(всегда < 1) тоже квантовый выход.