光电探测器芯片.ppt

6.6 串联电阻Rs Ws 衬底厚度,Wd 耗尽层厚度,ρ 表面电阻率 6.7频率响应fr fr指输出电信号幅度下降3dB时的频率值,表征PD响应速度的快慢. tr,tf 指PD对于输出为方脉冲的10-90%的上升或下降时间 tdrift:载流子在耗尽层平均漂移时间 tdiffused:载流子在非耗尽层的扩散时间. tRC 二极管电路的寄生RC常数 带宽计算常用公式 典型PD带宽图 5V 10V fr-Wd and Area 6.7 模拟应用时的IMD2.IMD3 指标 IMD (Intermodulation distortion), CSO( Composite Second Order) CTB (Composite Triple Beat) 对一般测试:取A=B 所以三阶非线形成的频率为: ω1 ; ω2 2ω1; 2ω2 ω1-ω2; ω1+ω2 3ω1 ; 3ω2 2ω1-ω2; 2ω1+ω2; 2ω2-ω1; 2ω2+ω1 CATV PIN PD 测试频率: f1:50MHz f2:505MHz f1:400MHz f2:450.25MHz Pin=1mW(P1=P2=0.5mW OMI=40%) RL=50ohm或75ohm IMD2-70dBc IMD3-80dBc 6.8 InGaAs/InP PD光谱吸收特征 InP:Eg=1.3eV In0.53Ga0.47As:Eg=0.75eV Eg InGaAshvEg InP 解释: 1.短波长截至 2:光谱斜率不直 3:温度关系 6.9 等效电路 7.APD 普通PD最多只能达到量子效率100%,即一个光子最多只能产生一对光生载流子.而APD是利用一次光生载流子在高场强耗尽区加速到一定能量后利用碰撞电离效应而产生二次光生载流子,类似与使信号放大. 原理示意: 7.1 InGaAs APD典型结构 SAGCM (Separate absorption, grading, charge, and multiplication structure) 7.2 典型反向IV曲线 M 7.3 性能参数 7.3.1击穿电压Vb 同PIN一样定义反向暗电流达到指定值10uA(100uA)下的电压值. 7.3.2 工作电压 为了维持倍增区的高场强维持较高的倍增因子, 又不使APD反向击穿,一般使用0.9Vb作为工作电压.在实际应用中动态调整. 7.3.3 击穿电压温度系数 0.09V/K 7.3.4 倍增因子 InGaAsAPD 一般倍增因子M=9~10 7.3.5 暗电流/过剩噪声因子 指定电压下的电流,APD指0.9Vb下的暗电流值. 由于雪崩效应的随机性引起噪声增加的倍数F 7.3.6 增益带宽积 APD的带宽与增益的乘绩,带宽与增益一定程度上有相互制约的关系,优化设计可以获得最佳的APD的增益带宽积. 光电探测器 光电探测器的基本原理及一般分类 光纤通信用光电二级管分类 InGaAs PIN－PD光电二极管原理工艺及相关参数 APD 光电二极管原理及相关参数 小结 光电探测器的基本原理及一般分类 电磁波 光电探测器的基本原理及一般分类 光电效应： 当光束投射到固体表面时，进入体内的光子如直接与电子作用（吸收、动量传递等），引起电子状态的转变，则固体的电学性质随之改变，这类现象统称为固体的光电效应。 光电效应分类：光电导效应 、光伏效应… 光电探测器的基本原理及一般分类 光电导效应： 半导体材料吸收光辐