光電二極管ppt課件-文庫(kù)吧資料
2025-01-20 07:54本頁(yè)面
【正文】 系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。 ?當(dāng) 入射光功率較小時(shí)，多采用 APD。 31 ?當(dāng)入射光功率在 1nw到幾個(gè) μw時(shí)，倍增電流與入射光具有較好的線性。 雪崩光電二極管的噪聲可 近似 由下式計(jì)算： fq I MI ?? n2n 2式中指數(shù) n與雪崩光電二極管的材料有關(guān)。由于這時(shí)出現(xiàn)的散粒噪聲可增大到放大器的噪聲水平，以致使器件無(wú)法使用。 ?有光照射 ，激發(fā)出的光生載流于就被 臨界強(qiáng)電場(chǎng)加速而導(dǎo)致雪崩倍增 。 28 ?APD一般在略低于反向擊穿電壓值的反偏壓下工作。它利用光生載流子在強(qiáng)電場(chǎng)內(nèi)的定向運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的 雪崩效應(yīng) 獲得光電流的增益。這個(gè)過(guò)程就是 APD的工作基礎(chǔ)。分別向相反的方向運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中又可能與原子 碰撞再一次產(chǎn)生新的電子 — 空穴對(duì) 。 25 當(dāng)光電二極管的 pn結(jié)加相當(dāng)大的反向偏壓時(shí)，在耗盡層內(nèi)將產(chǎn)生一個(gè)很高的電場(chǎng)，它足以使在強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)漂移的光生載流子于獲得充分的動(dòng)能 ，通過(guò)與晶格原子 碰撞將產(chǎn)生新的電子－空穴對(duì) 。 ?雪崩光電二極管： 提高光電二極管的靈敏度 。 ?國(guó)內(nèi)外著名的光通信公司，如 Mitel公司、 AMP公司、Prilli公司、飛通光電有限公司和武漢電信器件公司等都有相應(yīng)的產(chǎn)品。 ?耗盡層寬度的選取，在保證響應(yīng)度的情況下， Si和 Ge材料，一般為 2050μm，渡越時(shí)間大于 200ps； InGaAs材料，一般為 35μm，渡越時(shí)間 3050ps。 4. i層的引入加大了耗盡區(qū)， 展寬了光電轉(zhuǎn)換的有效工作區(qū)域 ，從而使靈敏度得以提高。 n型半導(dǎo)體中 耗盡層的寬度是隨反向電壓增加而加寬的 ，隨著反偏壓的增大，結(jié)電容也要變得很小。 ?擴(kuò)展 PN結(jié)區(qū) ?增高反向偏置電壓 ?改進(jìn) 結(jié)構(gòu) ： PIN APD 二、 PIN型光電二極管 —— PIN管 為了提高 PN結(jié)硅光電二極管的時(shí)間響應(yīng)，消除在 PN結(jié)外光生載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)時(shí)間， 常采用在 P區(qū)與 N區(qū)之間生成 I型層 ，構(gòu)成如圖（ a）所示的 PIN結(jié)構(gòu)光電二極管， PIN結(jié)構(gòu)的光電二極管與PN結(jié)型的光電二極管在外形上沒(méi)有什么區(qū)別，如圖（ b）。 ?當(dāng)負(fù)載電阻 RL不大時(shí)，時(shí)間常數(shù)也在 ns量級(jí)。 ?一般的 PN結(jié)硅光電二極管，漂移時(shí)間，為ns數(shù)量級(jí)。 EIddSi ?00//( )ppiiI q I hhRP h P q qqRh????????? ? ???3. 光譜響應(yīng) 光電二極管的光譜響應(yīng)定義：以 等功率 的不同單色輻射波長(zhǎng)的光作用于光電二極管時(shí)，其電流靈敏度與波長(zhǎng)的關(guān)系稱為其光譜響應(yīng)。 ?光電二極管的電流靈敏度 (峰值波長(zhǎng)下的靈敏度 )與波長(zhǎng)的關(guān)系曲線稱為 光譜響應(yīng) 。通過(guò)選取適當(dāng)?shù)呢?fù)載電阻，可得較大的線性輸出范圍。 ?當(dāng)反偏壓進(jìn)一步增加時(shí) ，光生載流子的收集已達(dá)極限，光電流就趨于飽和，特性曲線近似于乎直，而且在低照度部分比較均勻。 9 ?工作區(qū)的選擇 ?低反偏壓下 光電流隨光電壓變化非常敏感，這是由于反偏壓增加使耗盡層加寬。 在光電技術(shù)中常采用重新定義電流與電壓正方向的方法把特性曲
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