关于理想探测器的分析研究

　　光伏锑化铟探测器的电压响应率：RV=VSe（1），探测率：D*=RVnAdf（2），式中e：入射辐射功率；f：带宽；Ad：光敏面面积。

　　对零偏工作的探测器，在交流小信号情况下，信号电压：VS=Z0IS（3），其中，信号电流取决于入射辐射功率、探测器芯片的量子效率、窗口及滤光片的透过光谱范围及透过率等，零偏阻抗Z0由器件零偏电阻R0与探测器容抗1/iC0并联得到：1Z0=1R0+iC0（4），1R0=qIsakT+GS（5），C0=Cdo+Cl（6），式中Isa为PN结反向饱和电流，q为电子电量；为空间电荷区复合因子，绝缘梯子k为玻尔兹曼常数，T为器件的热力学温度，GS为器件的表面漏导，Cd0为PN结电容，Cl为器件电极及引线的分散电容。

　　噪声电压Vn=Z0In+Vns（7）式中，Vns为来自于环境及系统的噪声，In为探测器自身的噪声电流，在不考虑1/f噪声的条件下，I-n2=2q（qbAd+2kTqRd0）f（8），式中，：量子效率；b：背景入射辐射功率。信噪比：VSVn=Z0IsZ0In+Vns=IsIn+VnsZ0（9）。

　　可见，要提高探测器的电压响应率和探测率需提高探测器的信号电压和信噪比。在器件工艺较成熟的情况下，器件的量子效率、滤光片的透过率已基本达到工艺极限，而器件的阻抗还有较多进一步提高的余地，提高信号电压主要从提高探测器阻抗入手。

　　对于理想的探测器，即达到背景限的探测器，Rd0足够大，如果不考虑系统噪声与环境影响，信噪比将达到极限。但实际工程应用及测量中的探测器的信噪比仍可通过减小Vns/Z0而提高。即提高信号与信噪比都归结为提高器件阻抗Z0。由上述（4）（6）式，1Z0=qIsakT+GS+i（Cd0+Cl）（10），提高阻抗Z0意味着提高零偏暗阻（通过减小Isa）、减小漏导Gs、减小器件结电容Cdo和分散电容Cl。