【正文】 PN四層半導(dǎo)體構(gòu)成，其間形成三個 PN結(jié)，引出三個電極，分別為陽極 a、陰極 k和控制極 g。 S=dI/d216。 五、 1996年以來，世界光伏發(fā)電高速發(fā)展，應(yīng)用范圍越來越廣，尤其是光伏技術(shù)的屋頂計劃，為光電展現(xiàn)無限光明的前途 。 （ 2）漏源電壓 Vds對電流 Id的影響 NgsdidDDVp+ p+在漏源間加電壓 Vds ，令 Vgs =0 當(dāng) Vds =0時， Id=0 Vds ↑→Id ↑ 靠近漏極處的耗盡層加寬，溝道變窄，呈楔形分布 當(dāng) Vds ↑， Vgd= Vds=Vp時，在靠漏極處夾斷 :預(yù)夾斷 預(yù)夾斷前， Vds↑→ Id ↑ 預(yù)夾斷后， Vds ↑→ Id 幾乎不變 （ 2）柵源電壓 Vgs和漏源電壓 Vds共同作用 sgVdDDdiGGVp+ p+輸出特性曲線： Id=f（ Vds） │Vgs=常數(shù) u= 3 VDSGSuGS= 1 VuuuGS( m A )= 2 VDiGS= 0V可變電阻區(qū) 恒流區(qū) 截止區(qū) 擊穿區(qū) 轉(zhuǎn)移特性曲線： uuGS = 0Vu0u( m A )1u= 3VD3 1310 VDS2( m A )GS( V )2144iu= 1VD2GSGSGS4i( V )3= 2Vg 漏極s+N襯底P 襯底源極 d柵極bN++++ ++++++ + + sbgd耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管 光敏場效應(yīng)管 柵壓與照度關(guān)系 光生伏特效應(yīng)器件應(yīng)用 ? 光電二極管 路燈自控 光生伏特效應(yīng)器件應(yīng)用 ? 光電二極管 光強測量 光生伏特效應(yīng)器件應(yīng)用 ? 太陽能電源 光生伏特效應(yīng)器件應(yīng)用 ? 光敏三極管 轉(zhuǎn)速傳感 光生伏特效應(yīng)器件應(yīng)用 ? 光電三極管 紙張監(jiān)控 光生伏特效應(yīng)器件應(yīng)用 ? 光耦的應(yīng)用 光耦合器以光為媒介傳輸電信號。 功率接口電路：驅(qū)動各種類型的負(fù)載，如直流伺服電機、步進(jìn)電機、各種電磁閥等。熱釋電效應(yīng)器件。 作用：提高探測半徑 雙元型紅外傳感 3. 敏感元件 按極化方向相反串聯(lián)，一個用于紅外檢測，一個鍍紅外反射膜用于噪聲補償。 CCD上植入的微小光敏物質(zhì)稱作像素。 實例分析 以數(shù)碼相機為例分解 CCD，基本結(jié)構(gòu)為三層 ： ? 第一層是“微型鏡頭” ? 第二層是“分色濾色片” ? 第三層“感光層” UV/white epi illumination Sample CCD Camera Lens Filters UV/white epi illumination ? ―微型鏡頭” 數(shù)碼相機成像的關(guān)鍵是在于其感光層，為了擴(kuò)展 CCD的采光率，必須擴(kuò)展單一像素的受光面積。所有的專業(yè)級數(shù)位攝影機采用 3CCD技術(shù)。方法是讓 CCD上電荷讀取和移動的方向與天體運行方向一致，速度也同步，不僅能使望遠(yuǎn)鏡有效糾正追蹤誤差，還能使望遠(yuǎn)鏡記錄到比原來更大的視場。 （ 理論基礎(chǔ) ） ? 1970年 ， 康寧公司研制光纖損耗 20dB/km（ 光纖商用 ） 1970年 —1979年 ， 光纖損耗 ? 1970年 ， 光源取得實質(zhì)性進(jìn)展 。 光纖傳感特點 ? 電絕緣 性能好。一般微波干擾頻率在吉赫 10GHz ，光纖工作頻率在 200THz 光路可彎曲，對被測信號遠(yuǎn)距離監(jiān)控： ? 光纖損耗低，中繼距離長 石英光纖在 ，傳輸損耗分別為。 光纖傳感分類 光纖傳感器一般可分為兩大類：一類是功能型傳感器，又稱 FF型光纖傳感器；另一類是非功能型傳感器，又稱 NF型光纖傳感器。 光纖結(jié)構(gòu) ? 光纖呈圓柱形，它由纖芯和包層兩個同心圓柱的雙層結(jié)構(gòu)組成。 n1 n2 θr θ i (b)臨界狀態(tài)示意圖 式中： θ i—— 臨界角 n1 n2 θr θ i (c)光全反射示意圖 當(dāng) θi大于臨界角并繼續(xù)增大時， θr＞ 90186。適用于大容量長距離通信系統(tǒng)， 。 半導(dǎo)體的能帶和電子分布 能量 價帶 導(dǎo)帶 Eg Ef Ef/2 Ef/2 Eg Ef Ee Ev Ev Ee Eg Ef (a)本征半導(dǎo)體 (b)N型半導(dǎo)體 (c)P型半導(dǎo)體 空穴 電子 h fh fEpcEpfEpvEncEnfEnv內(nèi)部電場外加電場電子， 空穴( c )勢壘能量EpcP 區(qū)EncEfEpvN 區(qū)Env( b )P 區(qū)PN結(jié)空間電荷區(qū)N 區(qū)內(nèi)部電場 擴(kuò)散 漂移( a )(a) P N結(jié)內(nèi)載流子運動 (b)零偏壓時 PN結(jié)的能帶 (熱平衡系統(tǒng) ) (c) 正向偏壓下 PN結(jié)能帶 （非平衡載流子） PN結(jié)的能帶和電子分布 半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu) ?2 n反射鏡光的振幅反射鏡L( a )初始位置光光強輸出O X L( b )限制層 GayAl1 yAs有源層 GaAs限制層 GaXAl1 XAsGaAs 襯底光輻射金屬接觸限制層有源層限制層襯底光輻射金屬接觸PG a1 － xAlxA sPG a A sNGa1 － yAlyA s復(fù)合空穴異質(zhì)勢壘E能量( a )( b )( c )n折射率～ 5%( d )P光＋ －電子（ a） 雙異質(zhì)結(jié)構(gòu) (b) 能帶 (c) 折射率分布 (d) 光功率分布 DH激光器工作原理 常用的半導(dǎo)體光源 ? FP諧振腔型（ DHLD） ? 分布反饋型（ DFB） ? 超輻射發(fā)光二極管（ SLD） ? 發(fā)光二極管（ LED） FP諧振腔型 LD DFB激光器 由有源層發(fā)射的光，從一個方向向另一個方向傳播時，一部分在光柵波紋峰反射 (如光線 a)， 另一部分繼續(xù)向前傳播，在鄰近的光柵波紋峰反射 (如光線 b)。 ? 主要應(yīng)用于光纖陀螺 光無源器件 – 光纖連接器（固定、活動 ,FC/PC,FC/APC） – 光纖耦合器 /分路器 – 光分插復(fù)用器（ OADM) – 光波分 /密集波分復(fù)用器（ WDM/DWDM) – 光衰減器（固定、連續(xù)） – 光濾波器（帶通、帶阻） – 光纖隔離器與環(huán)行器（偏振有關(guān)、無關(guān)） – 光偏振態(tài)控制器、光纖光柵 光纖傳感的重要器件： 二 常用連接器類型 常用連接器類型 FC Type 常用連接器類型 SC Type 常用連接器類型 SC2 Type 常用連接器類型 FDD Type 常用連接器類型 BICONIC Type D4 Type SMA 905 Type SMA 906 Type MINI BNC Type 連接頭端面類型 Ferrule + Flange Insertion Loss(插入損耗 ) Return Loss(回波損耗 ) SPC45dB APC60dB 耦合器（ coupler） ? 基本結(jié)構(gòu) 耦合器是雙向無源器件 基本形式有樹型、星型 ——與耦合器對應(yīng)的有分路器（ splitter） ? ?2?1?2?1?2耦合長度光功率ababba波分復(fù)用器（ WDM） ? WDM主要是把信號中的波長分開，耦合器是把信號中的能量分開。 ? 固體光開關(guān)：利用磁光效應(yīng)、電光效應(yīng)或聲光效應(yīng)實現(xiàn)光路轉(zhuǎn)換。 ? 在光纖測試系統(tǒng)中，則可用衰減器來取代一段長光纖以模擬長距離傳輸情形。 LED的結(jié)構(gòu)和 LD相似，大多是采用雙異質(zhì)結(jié) (DH)芯片，把有源層夾在 P型和 N型限制層中間，不同的是LED不需要光學(xué)諧振腔， 沒有閾值。 受激吸收和自發(fā)輻射 受激吸收過程： 12 EEh ???自發(fā)輻射過程 12 EEh ???激發(fā)態(tài) E2 E3 E4 ?h?h基態(tài) E1 自發(fā)幅射的光是非相干光 受激輻射（ 1917年愛因斯坦提出） ?h E1 E2 ?h?h12 EEh ???與外來光子頻率 相同、相位相同、 偏振方向和傳播 方向相同。 1 0 l o g outinWdBW?dBm: 表示功率絕對值的值（也可以認(rèn)為是以 1mW功率為基準(zhǔn)的一個比值）。 光纖的分類 ? 按照光纖的模式分類 –單模（ SingleMode） –多模（ MultiMode） ? 按折射率分類 –突變（階越）折射率光纖 –漸變折射率光纖 橫截面2 a2 brn折射率分布纖芯 包層AitAot( a )輸入脈沖 光線傳播路徑 輸出脈沖50 ? m125 ? mrnAi