光探測和光接收機ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-02 04:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ?E ( )x0各區(qū)電場分布,雪崩發(fā)生在P 區(qū)，吸收發(fā)生在 區(qū)( b )x吸收區(qū)雪崩區(qū)?EN+?Ph+e雪崩區(qū)( a ) 離子碰撞過程釋放電子空穴對，導(dǎo)致雪崩晶格APD光電二極管的工作原理 ? APD的光敏面被光子照射之后，光子被吸收而產(chǎn)生電子 空穴對。這些電子 空穴對經(jīng)過 高電場區(qū) 之后，初始電子 (一次電子 )在高電場區(qū)獲得足夠能量而加速運動。高速運動的電子和晶體原子相碰撞，使晶體原子電離，產(chǎn)生新的電子 空穴對，這個過程稱為 碰撞電離 。碰撞電離所產(chǎn)生的電子稱為二次電子 空穴對，這些電子 空穴對在高速電場運動時又被加速，又可能碰撞電離其他原子，如此多次碰撞，產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，使載流子數(shù)量迅速增加，反向電流迅速增大，形成 雪崩倍增效果。 平均雪崩增益 M pMIIM ??初始的光生電流平均值倍增后的總輸出電流的 M與電子和空穴的電離率有關(guān)，隨半導(dǎo)體材料的不同而不同，同時隨高電場區(qū)強度的增大而增大。 APD增益與偏壓及溫度的關(guān)系 本征響應(yīng)帶寬（頻域角度） 電場區(qū)的寬度載流子的漂移速度???WVWVf dddB ?載流子在電場區(qū)的渡越時間 上升時間 τtr定義 ：輸入階躍光功率時，探測器輸出光電流最大值的 10%到 90%所需的時間。 trdBf ??3 ?APD的本征響應(yīng)帶寬 MfedB ??? 213 ?τe為等效渡越時間，它與空穴和電子的電離系數(shù)比值有關(guān)。 光電二極管的實際響應(yīng)帶寬 dLdB CRf ?? 213 ?二極管的結(jié)電容負載電阻??dLCRAPD 波長響應(yīng)曲線 600800 1000 1200 1400 16001800124710010357050403020In Ga A sGeSi( n m )波長( )R響應(yīng)度 Si半導(dǎo)體材料的空穴和電子的碰撞電離系數(shù)比值為 三種探測器產(chǎn)品的典型參數(shù) ? P183 表 MSM光電探測器 （ MSM, MetalSemiconductorMetal） +_有源區(qū)金屬電極? m1優(yōu)點： 結(jié)電容小，帶寬大，制造容易 缺點： 響應(yīng)度低 光電轉(zhuǎn)換原理相同 單行載流子探測器 (UTCPD) I導(dǎo)帶價帶吸收層電極P電極N電子空穴PN++?h?在 PIN光電二極管中，對光電流作出貢獻的包括電子和空穴兩種載流子。 I n G a A s 擴散阻擋層電子收集層價帶電子電極PP 摻 吸收層加速電子
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