光纤通信技术基础 陈根祥 光电子技术基础8.pptVIP

半导体光电子器件 Semiconductor Optoelectronic Devices （一） * * 准Fermi能级与载流子分布 正向偏置PN结 正向偏置PN结的能带图 耗尽区宽度被压缩为： 在N型区： 在P型区： 少数载流子注入： 反向偏置PN结 准Fermi能级与载流子分布 反向偏置PN结的能带图 耗尽区宽度展宽为： 在N型区： 在P型区： PN结的 I-V 特性 当V VA 时，w = 0，外加电压降落在整个半导体材料上，电流与电压成正比增长。 PN结电致发光：发光二极管（LED） 基本原理 器件结构 LED的基本特性 光电流（L-I） 特性 光谱特性 噪声特性 外量子效率： 内量子效率： 面发射LED：纯粹的自发辐射，无相干性，无方向性。 边发射LED：放大的自发辐射，具有部分相干性和方向性。 双异质结 载流子限制与光限制 双异质结的能带图 主要半导体材料的光电子学特性 In1-xGaxAsyP1-y/InP材料系 能带不连续性 带隙（禁带宽度）和晶格常数 与InP晶格匹配的In1-xGaxAs1-yP四元材料 Ga1-xAlxAs/GaAs材料系 能带不连续性 带隙（禁带宽度）和晶格常数 双异质结构激光二极管（LD） 条形接触LD 宽接触LD的器件结构与制作工艺 折射率波导激光器：横模控制 外延技术：LPE, MOCVD, MBE… 激光要素：增益介质：窄带隙有源层；泵浦方式：电流注入； 反馈机制：解理镜面。