光電檢測技術(shù)ppt課件-資料下載頁
2025-01-19 20:37本頁面
【正文】 為了實(shí)現(xiàn)均勻倍增 ， 襯底材料的摻雜濃度要均勻 ， 缺陷要少；同時(shí)在結(jié)構(gòu)上采用保護(hù)環(huán) 。 保護(hù)環(huán)的作用是增加高阻區(qū)寬度 ， 減小表面漏電流 ， 避免邊緣過早擊穿 。 這種 APD有時(shí)也稱為保護(hù)環(huán)雪崩光電二極管 ， 記作 GAPD。 紫外光是頻率很高的電磁波 ， 由于半導(dǎo)體材料對(duì)電磁波的吸收與波的頻率有關(guān) ， 頻率越高吸收越大 ， 所以大多數(shù)紫外光生載流子將產(chǎn)生在材料的表面附近 ， 還沒有到達(dá)結(jié)區(qū)就因密度太大而被復(fù)合掉 ， 響應(yīng)率很低 。 研究和分析認(rèn)為 ， 制造時(shí)采用淺 PN結(jié)和肖特基結(jié)的結(jié)構(gòu) ， 可以增強(qiáng)對(duì)藍(lán)、 紫波長光的吸收和響應(yīng)率 。 、 紫增強(qiáng)型硅光電二極管 已經(jīng)研制的藍(lán) 、 紫光增強(qiáng)型硅光電二極管 ， 具有 PN結(jié)淺 、 電子擴(kuò)散長度大和表面復(fù)合速率小等三方面的優(yōu)點(diǎn) 。 目前生產(chǎn)的系列紫外光電二極管的光譜范圍從 190～ 1100nm。 2． 肖特基結(jié)光電二極管 肖特基勢壘是由金屬與半導(dǎo)體接觸形成的 。 所以可以把肖特基勢壘光電二極管看作是一個(gè)結(jié)深為零 ， 表面覆蓋著薄而透明金屬膜的 PN結(jié) 。 既然結(jié)深為零 ， 因此能吸收入射光中相當(dāng)一部份藍(lán) 、 紫光和幾乎所有的紫外線 ， 吸收后所激發(fā)的光生載流子在復(fù)合之前就會(huì)被強(qiáng)電場掃出 ， 這就提高了光生載流子的產(chǎn)生效率和收集效率 ， 改善了器件的短波響應(yīng)率 。 一般利用金或鋁分別與 Si、 Ge、 GaAs、 GaAsP、 GaP等半導(dǎo)體材料接觸 ，制得各種肖特基結(jié)光電二極管 。 3． 5． 半導(dǎo)體色敏器件是根據(jù)人眼視覺的三色原理 ， 利用不同結(jié)深的光電二極管對(duì)各種波長的光譜響應(yīng)率不同的現(xiàn)象制成的 。 1． 半導(dǎo)體色敏器件的工作原理 下圖半導(dǎo)體色敏器件的結(jié)構(gòu)示意圖和等效電路 。 從圖可見 ， 它由在同一塊硅片上制造兩個(gè)深淺不同的 PN結(jié)構(gòu)成 ， 其中 PD2為深結(jié) ， 它對(duì)長波長的光響應(yīng)率高； PD1為淺結(jié) ， 它對(duì)波長短的光響應(yīng)率高 。 又稱為雙結(jié)光電二極管 。 右下圖雙結(jié)光電二極管的光譜響應(yīng)特性 。 結(jié)構(gòu)示意圖 等效電路 光譜響應(yīng)特性 深結(jié) 淺結(jié) 2． 雙結(jié)硅色敏器件的檢測電路 根據(jù)雙結(jié)光電二極管等效電路 ， 可以設(shè)計(jì)如下圖所示的信號(hào)處理電路 ， 圖中 PD PD2為兩個(gè)深淺不同的硅 PN結(jié) ， 最后得到不同顏色的輸出電壓值： 121212120 )l g ()lg(l g RRIIVRRIIVVscscascsca ???等效電路 信號(hào)處理電路 167。 36 結(jié)型光電器件的應(yīng)用實(shí)例 光電耦合器件 光電耦合器件是發(fā)光器件與接收器件組合的一種元件 。 發(fā)光器件常采用發(fā)光二極管；接收器件常用光電二極管 、 光電三極管及光集成電路等 。 它以光作媒介把輸入端的電信號(hào)耦合到輸出端 ， 因此也稱為光電耦合器 。 發(fā)光二極管 、 光電二極管 、 光電三極管等都是結(jié)型光電器件 ， 所以它們的組合也是結(jié)型光電器件的典型應(yīng)用 。 光電耦合器件具有體積小 、 壽命長 、 無觸點(diǎn) 、 抗干擾能力強(qiáng) 、 輸出和輸入之間隔離 、 可單向傳輸信號(hào)等特點(diǎn) 。 2． 光傳感器 按結(jié)構(gòu)的不同，光傳感器可分為透過型和反射型兩種。透過型光傳感器又稱光斷續(xù)器，它是將保持一定距離的發(fā)光器件和光接收器件相對(duì)組裝而成，如下圖所示 光電耦合件的電路包括驅(qū)動(dòng)和輸出兩部分 若發(fā)光器件和光接收器件以某一交叉角度 安放在同一方向則組成反射型光傳感器。 發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電路 光電耦合器件的幾種輸出電路
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