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§ 3.2.1 位置传感器（ PSD）
回目录光电位置敏感器件 （ PSD） 是一种对其感光面上入射光点位置敏感的光电器件 。 即当入射光点落在器件感光面的不同位置时,PSD将对应输出不同的电信号 。 通过对此输出电信号的处理,即可确定入射光点在 PSD的位置 。 入射光点的强度和尺寸大小对 PSD的位置输出信号均无关 。 PSD
的位置输出只与入射光点的,重心,位置有关 。
PSD可分为一维 PSD和二维 PSD。 一维 PSD可以测定光点的一维位置坐标,二维 PSD可测光点的平面位置坐标 。
1,一维 PSD
实用的一维 PSD为 PIN三层结构,其截面如图 3.2.1－ 1
〔 a〕 所示 。
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§ 3.2.1 位置传感器（ PSD）
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P层为感光面，两边各有一信号输出电极。
当入射光点照射到 PSD
光敏面上某点时，由于在入射光点到信号电极间存在横向电势，从而从信号电极上分别得到光电流 I1和 I2。如果 PSD
表面层的电阻是均匀的，
则 PSD的等效电路为图
3.2.1－ 1〔 b〕 所示的电路。由于 Rsh很大，而 Cj
很小，故等效电路可简化成图 3.2.1－ 1 (c) 的形式。
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§ 3.2.1 位置传感器（ PSD）
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PSD的单个电极输出只与光点的位置坐标 x有关,而与入射光强度无关,此时 PSD就成为仅对入射光点位置敏感的器件 。 Px称为一维 PSD的位置输出信号 。 其基本检测和处理电路如图 3.2.1－ 2。
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2,二维 PSD
二维 PSD有两种形式 。
一种是单面型的如图 （ a） 所示,在受光面上设有两对电极,A,B为 x轴电极,E为背面衬底共用电极,用它可对正面各电极进行反偏置 。 设 IA~ID为电极 A～ D的光电流,则光点能量中心的位置坐标为,
BA
BA
II
IIx

DC
DC
II
IIy

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§ 3.2.1 位置传感器（ PSD）
回目录另一种是双面型的如图（ b）所示，正面与背面之间是一个 PN结，正反面都是均匀的电阻层。 X轴电极 A,B安在正面的受光面上,y轴电极 C,D垂直与 x轴安在背面。光点产生的光电流分为正面与背面两部分。对于这种结构，反偏压是加在正面电极与背面电极之间（信号电极与偏置电极不独立）
。设 IA~ID分别为电极
A～ D的光电流，代入上式即可求得光点能量中心的位置。