【电子行业标准(SJ)】 光敏器件的测试 第１部分：总则

中华人民共和国电子工业推荐性部标准光敏器件的测试
第1部分：总则
Measurement of photosensitive devicesPartl,Basic recomnendations
1范围
SJ/z9011.197
IEC306-1(1969)
本标准包括应用于所有类型的光敏器件的定义和通用测试方法，包括：一真空光电管：
一充气光电管：
光电导管（多晶的）：
——光生状打管，
光电倍增管。
本标准内不包括摄像管。
注：同样定义和校正方法适用于光电晶体管、光电半导体开关器件以及单晶光电二极管。效应和器件的定义
2.1光电效应
辐射与物体的相互作用导致光子吸收而形成电的现象。2.2光电管
采用光电效应的种光敏器件
2.3光电发射效应
麦征为电子发射的光电现象。
2.4光电管、光电发射管
采用光电发射效应的光敏电子管。25光电导效应
表征为电导率变化的光电现象。2.6光电导管
利用光电导效应的光电管。
2.7光生伏打效应
中华人民共和国电子工业部1987—09—14批准SJ/Z9011.1-87
表征为电动势产生的光电现象。2.8光生伏打管
利用光生伏打效应的光电管。
2.9光电倍增管
一种真空光敏器件，它由一个光电发射阴极、以及位于阴极和阳极间的一级或多级用作电子倍增的次级发射极（倍增极）所组成。注：在某些场合下，分立的倍增极可由连续结构的电子倍增器来代替，后者通常是星管状的。3辐射和光量的定义
3.1辐［射】能（IEV45-05--180）*以辐射形式发射、传递或接收的能量。符号：Qe，Q，单位：焦耳，J（1J=1W·S）。3.2辐【射能】通盘，辐（射］功率（工EV45-05—185）*以辐射形式发射、传递或接收的功率。中e=dQe，单位，瓦，W。
符号：de，中，P
3.3辐【射1强度（IEV45-05-145）*光源在给定方向的辐射强度是（1）离开光源并在包括此给定方向的立体角单元内传播的辐通量除以（2)立体角单元所得的商。符号：le,I，Ie=
，单位：瓦每球面度，W/Sr。
3.4辐（射）照度（IEV45-05-160）*表面上某点的辐照度是（1)入射在包括此点的表面单元上的辐通量除以（2)单元的面积所得的商。
符号，Ee，E，Ee=
单位：瓦每平方米，W/m”
3.5光（IEV45—25—125）
为视觉器官所能感觉到的辐射。3.6光通量（IEV45-10--020）*
按照对选择性接收器的作用来计算辐射并由辐通量导出的最，该选择性接收器光谱灵敏度可用标准光谱发光效率来确定。符号：中v，中单位：流明，lm。3.7流（明）（IFV45-10-025）免费标准下载网bzxz
#国际电工调汇（InternationalElectrctechnicalVocabulary)第45组：光（第三版一待出版）。2
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SI光通量单位，具有1Cd均勾强度的点光源在单位立体角（1球面度）内发射的光通量。
符号，1m。
注：ST代表“国际单位制”。
3.8发光强度（IEV45-10-060）*光源在给定方向的发光强度是（1）离开光源并在包括此给定方向的立体角单元内传播的光通量除以（2）立体角单元所得的商。符号，Iy,I,Iv=
，单位，坎德拉，cd。
8：9坎（德拉）（IEV45-10-065）*S工发光强度单位：在压强为101825牛顿每平方米以及在凝固铂温度下，在黑体的1/600000平方米表面的垂直方向上的发光强度。符号：cd，1cd=1lm/Sr。
说明。攻（德拉】是发射出颜率为540×101赫兹单色辑射的光源在给定方向上的发光强度，而且在此方向上的辐射强度为1/688瓦特每球面度，3.10照度（IEV45-10-100）*
表面上某点的照度是（1）入射在包括此点的表面单元上的光通量除以2）单元的面积所得的商。
符号，EV，E，Ev=
，单位，勒克斯，工X。
3。11勒（克斯），流明每平方米（IEV45-10-105）S工照度单位，1流明的光通量均匀地分布于1平方米面积的表面上所产生的照度。
符号，1x，11x=11m/m2。
3。12标准光源和辐射源
3.12.-级标准（IEV45-80-005)*建立光的单位规范所再现的标准光源。注，现有因际标准是在凝固的温度下的全辐射器。3.12.2-级标准（IEV4530-010)*恒定且可变复制的光源，带用一级标准作比较，其发光强度（或光通量，或亮度）可直接或间接地予以确定。3.12.3工作标准（IEV45-30-015）*国际电工调汇（InternationalEiectrotechnicalVocabulary)第45组：光（第三版一待出版），3
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常规使用的光源，应经常地按照二级标准进行校正。3.12.4分布温度（IEV45—05-265）*全辐射体的温度，该辐射体单位投射面积单位立体角的辐射通盘的光谱分布曲线的纵坐标在可见光范围内正比于所考患辐射的分布曲线的纵坐标：测量单位为开尔文（K）。
3.12.5色温
对于本标准来说，色温是辐射源的分布温度。测量单位为开尔文温度（K）。
3.12.6标准光源（IEV45-15-145）比色光源A、B、C和D。。是CIE用相对光谱能量分布来定义的标准光源A，代表T。：=2855，6K的全辐射体，标准光源B，代表相关色温为T。=4874K的直射阳光标准光源C，代表相关色温为T.：=6774K的白昼光：标准光源D、。..，代表相关色温为T。：=6504K的白昼光。注：对于本标准，只考邀标准光额。3.136函数输入光
具有有限积分光通量和无穷小宽度的光脉冲。4电参量的定义
4.1光电流
由人射辐射引起的光阴极输出电流的变化。4.2赖率响应特性
辐射（或光照）动态灵嫩度与入射辐射的调制频率之间的关系，通常用曲线表示。
4.3暗电流（IEV07-28--055）
在无辐照条件下光电器件内流过的电流。4.4暗电流等效辐照
当产生直流信号输出电流等于暗电流时所需的人射编射。4.5噪声等效辐照
当以规定方法调制并使在固定频带宽度内产生的信号输出功率等于高频带宽度内的噪声功率时所对应的入射辐射值。4.6量子效率
定义为（1发射光电子数对于（2）入射光于数的比值。*国际电工调(international EreotrotechnicalVoctbulary)第4组：光（第一版一待形钱）。4
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在给定的人射辆射波长上的量子效率（Q，E，）可用下式计算Q.E.-
常数×Sk
式中，SK在波长入上的光谱灵度（安每瓦）！入一入射辐射的波长（纳米）
常数---hc./e=1.24x1o-W.nm/A
h-首朗克（planck）常数
C电磁波在真空中的传播速度
e电子电荷
4。7饱和
4.7、1饱和电氏
在给定的恒定辐射的条件下，当电压增加而并不使光电流变化戒仅使之有微小变化时的最低工作电压。
4，72饱和电流
当增加以下两者之一时，光教器件的不变的或仅有不明整改变时的输出电流。在恒定工作条件下增加辑照：戒b。在恒定辆辐照条件下增加士作电压注，文中应期确使用感个定义。5费教度的定义
这些定义更直接适用于光阴极灵敏度。对于器件来说，有必要定义阳极费款度（总灵敏度），且应以信号输出电流来代警光电流。5.1辐射荧敏度
。定义为1）器件的光电流除以2）人射辐射功率所得的离，可用安每配衰示。b。定义为（1）器件的光电流除以（2）人射辐照所得的商，可用安平方米年瓦示5.2绝对光谱灵敏度
在指定波长上单色辐射的射烫敏度。5、3相对光谱灵敏度
定义为(1)任一所考虑波长上的辐射灵敏度对于(2)在一定的用作参考的波长上的辐射爽敏度的比值，此参考波长避带是最大响应的波长。注，对非线性操测器，有必婴指示在有放长上具有的一定量的光电流。5.4光照灵敏度
。定义为（1）器件的光电流除以2）人射光通最所得的商，可用安餐流明衰示。5
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b。定义为（1器件的光电流除以2)人射照度所得的商，可用安每勒克斯表示。5.5动态灵敏度
在规定的工作条件下，（1器件光电流的变化除以2)人射辐射功率（或光通量）的微小变化所得的商。
注，“光照动态灵敏度与“辐射动态灵敏度两者是有区别的。5。6光谱灵敏度特性
波长与绝对或相对光谱灵敏度之间的关系，通常用曲线表示。5。7绝对光谱灵敏度特性
波长与绝对光谱灵敏度之间的关系，通常用曲线表示。5.8相对光谱灵敏度特性
波长与相对光谱灵敏度之间的关系（见图1）。5。9最子效率特性
波长与量子效率之间的关系，通常用曲线表示，6时间量的定义
6.1上升时间
当瞬时地加上稳态辐射时，光电流对蜂值而言从规定的低百分值上升到规定的高百分值所需的时间。
带用百分值是10%与90%：
6。2下降时间
当舞时地除去稳态辐射时，光电流对峰值而言从规定的高百分值下降到规定的低百分值所需的时间。
常用百分值是90%与10%。
8.3信号渡越时间
从规定幅值的光脉冲到达器件人射窗的时刻起到输出脉冲达到某一规定值的时刻止的时间间隔。
6.4渡越时间抖动
由光脉冲照射在光阴极上（每一8光脉冲所产生的光电发射不超过一个单光电子）所产生的诸输出电流脉冲上革一规定点出现的时闻上的变动。7测试设备
7.1一般条件
光敏器件的特性基本上可用受照于校正过的辐射源来测量。在辆射源和特测器件之间，必须具有支撑光阐的尺寸足够大的黑化屏，它通带安置在辑射源附近。
在辐射源的后面约1Ⅲ处，必须具有防止反射性辐射的黑化衬壁。6
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在光闸与待测器件之间，一系列的黑化光栏可以阻止散射辐射照到器件上。为防止连续反射，光栏应设计成锐利的边缘。将光栏和器件之间的空间用附加壁板完全封闭，则必须注意使它们有良好的黑化，而没有干扰的内反射。
由于所有辐射源都发热，并且在实际上，发出的辐射在所有情况下都取决于辐射源的温度，因此必须避免黑化屏与衬壁间空间的封闭。只有待测波长很长，辐射源才是使衬壁温度升高的唯一重要因素。在辐射量后切断辐射源而瞬即读数，就能计入这种影响。还应用以下方法检验，把辐射源移远，使无直接的辐射照到器件上，看看衬壁反射的辐射有无影响。这种辐射包括室内其他源的辐射。器件的安置方向应使辐射光束垂直地照射光敏面，并且器件紧前方的光栏应如此选择，使得只有光敏面的规定面积才能受照。滤光器或其他衰减器件可以固定在光栏与器件间的适当位置上。
辐射通量的光轴通常通过光敏面的中心，所以采用导轨，辐射源可以在其上平行于光轴移动。
若不得不改变辐射源与器件之间的距离以获得另外的辐照值，则对于标准量来说，应该移动器件而不宜移动辐射源。当然，对于精度较低的测量，也可移动射源。
7.1.1不透光暗箱
这些一般条件可由不透光暗箱来实现。实际上，暗箱通常分隔两节，一节供待测器件，另一节供光源，两者皆具有规定的孔径，而滤光器则插人在分隔处。光源与待测器件之闻的距离是.可调的，，见图2。7。2测试装置
7.2.1标准辐射源
对于本标准，只考患标准光源（见第8。12。6条的定义）。注，①为了增长寿命和改进稳定性，可以采用较低色温例如2700K的辐射源，然而，较低色温将会引起误差，因为即使对于同一类型的器件，光谱灵敏度也会有变化。作为测试参考点，宜采用2854K的色温。
钨丝灯对供电电流的变化特别敏惑。电流变化1%将会使光强变化7%以及色源变化15-20K.
7.2.2满量用辐射源
.光源
用二级标准光源或用按第7。2，8条校准过的钨丝灯作为光敏器件的测试光源。b。紫外光源
通用紫外光源是具有规定外壳和滤光器的低气压汞放电灯；该滤光器在258.7nm上经过校准。也可采用紫外标准型高气压汞放电灯，该灯在866nm上的辐射是已知的。
BJ/Z9011.1-BT
，为避免误擎，可参寿第了。多，每条端春报，。，红外光源
尚在考意中。
7.2.5辐射源的校准
输射源应按下刻方裙进行校准
，二级标难光源应宽期地由授权的实验室来检案，b，用手测试的工作标准光源，应以二级标准光翻将准，用批准的方法进行校准。*，工作标准光源与光敏面之间的距离应当用合适的光敏器件来髓定。最定时，多使工作标准光源离二级标准光源能在光敏面上给出同样的光通影。72。4光强满试设备
为了比较起见，当以二级标准光源为推而对工作标准光源进行检验时，谢题一种光强潮量器件：例如，豪克贝司（M自CBe七h）反光镜，卢末勃咨享（ummer-Brdhun）光度计，稳定的光电背成光生伏灯警，或串标准包度监视器（IEV4815080）校正过的其他光敏器件。7.2，5光谱测试设备
测最光谱灵敏魔所的设备包括复靠光谱每一波长的单色辐射源以及湾量人射在光敏器件上的辐射功率的装罩。所需的光谱纯度的等级与光谱炭敏度对于波长的变化率有美。通常，对于所涉及坡长为1以数最级的光谱带宽已足够狭窄。必须引起注意的是应保证外界摇射不带在特测器件上。*台单色仪，例如双楼镜或双通路类型扇可用手提供高的光请纯度。即使使用了这些仪器，也需用滤光器来消除在一些波长的教射，在这些波长上光源有漫烈的发射，成在这些波长上待翻器件有很高的灵敏度，一级辐射额将取决于所需教长。在紫外区，通常使用录放电灯，解放电灯戒绒放电灯，对于可见光及红外区，钩白炽灯就能满足。
通常用校准过的黑靶热电偶或照靓热电雅及其有美的消试线路测溢单色仪出口狭弹的辐射功率，以热电偶为单色仪主婴部件的某仪器中具有一定装置，每用来移动从出口狭蜂输出的射光来，使其既可对准热电偶，也可通过出口窗而照射光嫩面。
法，放该生惠随免由手养电满的爆德与光做器件暗电流化断时都的不携确性。可实现的一种力祛题在单色仪内设盘一光调制器，这样一亲，热电偶或光敏器件的榨出可以用请送求大素成间步深谢器来游定
作为常规使用，一组特性巴知的滤光器连同合适的光源可用来需量光谱灵教度。7。2，6阅敏度避试设备
7、2.6，1囊减滤光器
因为用在嘴箱总长内移动灯的方法可以获得的满量范圈通常仅接近于0～1，8
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因此需要设置一系列特性已知的衰减滤光器或其他等效的衰减器。8测试
8.1照度1请
若工作标准光源对在所述方向上的发光强费作为校准，则与此方向垂直的光敏面上的照度可计算如下：
式中，EV照度，单位为勒克斯
V一一在所述方向光源的发光强度，单位为坎德拉d距离，单位为米
0。—1球面度
对于辐照Ee和辐照强度Ie适用同样关系式，Ie
8。2光通盘和辐射通量
光通量可从照度推导如下，
$A×Ev
式中，V光通量，单位为流明
A一光敏面的面积，单位为平方米E一照度，单位为勒克斯
对于辐射通量中e和辐照Ee，适用同样关系式，中e=AxEe
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波长nm
光敏器件的典型相对光谱灵敏度特性800
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TTTTTTTE
持器端
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