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光電探測(cè)器的暗電流危害

2022.1.18

暗電流(dark current), 也稱(chēng)無(wú)照電流,指在沒(méi)有光照射的狀態(tài)下,在太陽(yáng)電池、光敏二極管、光導(dǎo)電元件、光電管等的受光元件中流動(dòng)的電流。[1]? 在光電技術(shù)、太陽(yáng)能、傳感器、生物物理學(xué)等領(lǐng)域都有相關(guān)定義。

生理學(xué)方面的暗電流,是指在無(wú)光照時(shí)視網(wǎng)膜視桿細(xì)胞的外段膜上有相當(dāng)數(shù)量的Na離子通道處于開(kāi)放狀態(tài),故Na離子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),而內(nèi)段上的Na泵又將Na離子泵出細(xì)胞外,從而形成一個(gè)從內(nèi)段流向外段的電流,稱(chēng)為暗電流(dark current)。視桿細(xì)胞在靜息(非光照)狀態(tài)時(shí),由于胞質(zhì)內(nèi)CGMP濃度很高,所以感受器細(xì)胞外段膜上的鈉通道處于開(kāi)放狀態(tài),鈉離子流入胞內(nèi),形成從視桿細(xì)胞外段流向內(nèi)段的電流,稱(chēng)為暗電流(dark current),這時(shí)感受器細(xì)胞處于去極化狀態(tài),其突觸終末釋放興奮性遞質(zhì)谷氨酸。

暗電流是指器件在反偏壓條件下,沒(méi)有入射光時(shí)產(chǎn)生的反向直流電流。(它包括晶體材料表面缺陷形成的泄漏電流和載流子熱擴(kuò)散形成的本征暗電流。

暗電流起因于熱激勵(lì)產(chǎn)生的電子空穴對(duì),其中耗盡區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的熱激勵(lì)是主要的,其次是耗盡區(qū)邊緣的少數(shù)電荷的熱擴(kuò)散,還有界面上產(chǎn)生的熱激勵(lì)。暗電流的產(chǎn)生需要一定的時(shí)間,勢(shì)阱存在時(shí)間越長(zhǎng),暗電流也越大。為了減小暗電流,應(yīng)盡量縮短信號(hào)電荷的存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)移時(shí)間,暗電流限制了成象器件的靈敏度與動(dòng)態(tài)范圍。暗電流的大小與溫度的關(guān)系極為密切,溫度每降低10℃,暗電流約減小一半


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