【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 硅光電三極管與普通晶體三極管相似 —— 具有 電流放大 作用，只是它的集電極電流不只受基極電流控制，還受光的控制。所以硅光電三極管的外型有光窗。管型分為 pnp型和 npn型兩種， npn型稱 3DU型硅光電三極管，pnp型稱為 3CU型硅光電三極管。 光電三極管的結(jié)構(gòu)和工作原理 光電三極管的結(jié)構(gòu)和工作原理 四、硅光電三極管（光電晶體管） 工作時(shí)要保證集電極反偏，發(fā)射極正偏。 當(dāng)基極沒有引線時(shí)，集電極電流為 c b p iI I I S? ? ?? ? ? ? 光電三極管的結(jié)構(gòu)和工作原理 四、硅光電三極管（光電晶體管） 光電三極管的工作原理分為兩個(gè)過程：一是光電轉(zhuǎn)換；二是光電流放大。光電轉(zhuǎn)換 部分是在集 基結(jié)區(qū)內(nèi)進(jìn)行，而集電極、基極、發(fā)射極構(gòu)成了一個(gè)有放大作用的晶體管。 光電三極管的結(jié)構(gòu)和工作原理 四、硅光電三極管（光電晶體管） 光電三極管的基本特性 四、硅光電三極管（光電晶體管） （ 1）伏安特性 400lx 600lx 800lx 1000lx U（ V） ()IA?0 20 40 60 10 20 30 光電二極管伏安特性曲線 光電三極管的基本特性 四、硅光電三極管（光電晶體管） （ 1）伏安特性 ① 在相同照度下，硅光電三極管的光電流比二極管的大得多，一般硅光電三極管的光電流在毫安量級(jí)，硅光電二極管的光電流在微安量級(jí)； 光電三極管的基本特性 四、硅光電三極管（光電晶體管） （ 1）伏安特性 光電二極管伏安特性曲線 400lx 600lx 800lx 1000lx U（ V） ()IA?0 20 40 60 10 20 30 光電三極管的基本特性 四、硅光電三極管（光電晶體管） （ 1）伏安特性 ② 在零偏壓時(shí)硅光電二極管仍然有光電流輸出，而硅光電三極管沒有光電流輸出； 光電三極管的基本特性 四、硅光電三極管（光電晶體管） （ 1）伏安特性 光電二極管伏安特性曲線 400lx 600lx 800lx 1000lx U（ V） ()IA?0 20 40 60 10 20 30 光電三極管的基本特性 四、硅光電三極管（光電晶體管） （ 1）伏安特性 ③ 當(dāng)工作電壓較低時(shí)輸出的光電流為非線性，即光電流與偏壓有關(guān)，但硅光電三極管的非線性較嚴(yán)重； 光電三極管的基本特性 四、硅光電三極管（光電晶體管） （ 1）伏安特性 光電二極管伏安特性曲線 400lx 600lx 800lx 1000lx U（ V） ()IA?0 20 40 60 10 20 30 光電三極管的基本特性 四、硅光電三極管（光電晶體管） （ 1）伏安特性 ③ 當(dāng)工作電壓較低時(shí)輸出的光電流為非線性，即光電流與偏壓有關(guān)，但硅光電三極管的非線性較嚴(yán)重； ② 在零偏壓時(shí)硅光電二極管仍然有光電流輸出，而硅光電三極管沒有光電流輸出； ① 在相同照度下，硅光電三極管的光電流比二極管的大得多； 光電三極管的基本特性 四、硅光電三極管（光電晶體管） （ 1）伏安特性 光電二極管伏安特性曲線 400lx 600lx 800lx 1000lx U（ V） ()IA?0 20 40 60 10 20 30 光電三極管的基本特性 四、硅光電三極管（光電晶體管） （ 1）伏安特性 ④ 在一定偏壓下，硅光電三極管的伏安特性曲線在低照度時(shí)較均勻，在高照度時(shí)曲線向上傾斜，雖然光電二極管也有，但硅光電三極管嚴(yán)重得多。 光電三極管的基本特性 四、硅光電三極管（光電晶體管） （ 1）伏安特性 ④ 在一定偏壓下，硅光電三極管的伏安特性曲線在低照度時(shí)較均勻，在高照度時(shí)曲線向上傾斜，雖然光電二極管也有，但硅光電三極管嚴(yán)重得多。 ③ 當(dāng)工作電壓較低時(shí)輸出的光電流為非線性，即光電流與偏壓有關(guān)，但硅光電三極管的非線性較嚴(yán)重； ② 在零偏壓時(shí)硅光電二極管仍然有光電流輸出，而硅光電三極管沒有光電流輸出； ① 在相同照度下，硅光電三極管的光電流比二極管的大得多； 光電三極管的基本特性 四、硅光電三極管（光電晶體管） （ 2）時(shí)間響應(yīng)（頻率特性） 硅光電二極管的頻率特性主要決定于光生載流子的渡越時(shí)間、負(fù)載電阻和結(jié)電容的乘積。 LRpIDRsRjC LRpIjC化簡(jiǎn) 對(duì)于調(diào)制頻率 的入射光，輸出電壓為 2 f???11 1 1opL D jUIR R j C???? 光電三極管的基本特性 四、硅光電三極管（光電晶體管） （ 2）時(shí)間響應(yīng)（頻率特性） 要改善光電二極管的頻率響應(yīng)，就要較小時(shí)間常數(shù)，即分別減小負(fù)載電阻和結(jié)電容。 LRpIjC考慮 DLRR??2 2 2 1 2 2 1 2[ 1 ] [ 1 ( ) ]p L p LoLjI R I RURC? ? ??????? 光電三極管的基本特性 四、硅光電三極管（光電晶體管） （ 2）時(shí)間響應(yīng)（頻率特性） 硅光電三極管的頻率特性除了與光電二極管相同外，還受基區(qū)渡越時(shí)間和發(fā)射結(jié)電容的限制。 pIbcCbcRbeCbeU bercI ceR ceCcCLRbce 光電三極管的基本特性 四、硅光電三極管（光電晶體管） （ 2）時(shí)間響應(yīng)（頻率特性） 選擇適當(dāng)?shù)呢?fù)載電阻，使其滿足 RL＜ Rce，這時(shí)可以導(dǎo)出光電三極管電路的輸出電壓為 212ce2L2212be2be2pL0 )(1)(1 CRCrIRU?????? 光電三極管的基本特性 四、硅光電三極管（光電晶體管） （ 3）溫度特性 硅光電二極管和硅光電三極管的暗電流和光電流均隨溫度而變化，但硅光電三極管具有電流放大作用，所以硅光電三極管受溫度的影響要大得多。由于暗電流的增加，使輸出信噪比變差，不利于弱光信號(hào)的探測(cè)。 PIN光電二極管 五、特殊光電二極管 PIN光電二極管又稱 快速光電二極管 。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，在 P型半導(dǎo)體和 N型半導(dǎo)體之間夾著一層很厚的本征半導(dǎo)體。 PIN光電二極管 五、特殊光電二極管 （ 1） PIN光電二極管因有較厚的 I層，因此 pn結(jié)的內(nèi)電場(chǎng)就基本上全集中于 I層，使 pn結(jié)間距離拉大，結(jié)電容變小。由于工作在反向偏壓下，隨著反偏電壓的增大，結(jié)電容變得更小，從而 提高了 PIN光電二極管的頻率響應(yīng) 。 （ 2）由于 I層較厚，又工作在反偏，使結(jié)區(qū)耗盡層厚度增加，提高了對(duì)光的吸收和光電變化區(qū)域，使量子效率提高 。 （ 3）同時(shí)還增加了對(duì)長(zhǎng)波的吸收， 提高了長(zhǎng)波靈敏度 。 （ 4）由于 I層較厚，在反偏下工作可承受較高的反向偏壓，這 使線性輸出范圍變寬 。 雪崩光電二極管（ APD， Avalanche Photodiode） 五、特殊光電二極管 APD是借助 強(qiáng)電場(chǎng)作用產(chǎn)生載流子雪崩倍增效應(yīng)的一種 高