在pn结区产生光生电子.pptxVIP

光电子技术学课件之十三： ——第四章光辐射的探测技术 （3） §4 常用光电探测器简介（2）;一、pn结光伏探测器的工作模式 ;二、硅光电池——太阳电池 ;1. 短路电流和开路电压;测量方法：在一定光功率（例如1kW/m2）照射下，使光电池两端开路，用一高内阻直流毫伏表或电位差计接在光电池两端，测量出开路电压；在同样条件下，将光电池两端用一低内阻（小于1Ω）电流表短接，电流表的示值即为短路电流。 ;2. 光谱、频率响应及温度特性 ; 光电池的频率特性不太好,原因有二：一是光电池的光敏面一般做的很大，导致结电容较大；二是光电池的内阻较低，而且会随输入光功率的大小变化。 在强光照射或聚光照射情况下，必须考虑光电池的工作温度及散热措施。通常Si光电池使用的温度不允许超过125℃。 ;三、光电二极管 ;1、Si光电二极管 ;p+n结构硅光电二极管(2CU);n+p结构硅光电二极管（2DU）： 光敏区外侧有保护环（ n+ 环区），其目的是表面层漏电流，使暗电流明显减少。其有三根引出线，n侧的电极称为前极， n侧的电极称为后极，环极接电源偏置正极，也可断开，空着。;（2）光谱响应特性和光电灵敏度 ;（3）伏安特性 （V/R—V为直流负载线）;（4）频率响应特性 ;2. PIN硅光电二极管 ; 本征层的电阻率很高，反偏电场主要集中在这一区域。高电阻使暗电流明显减少，在这里产生的光生电子-空穴对将立即被电场分离，并作快速漂移运动。; 本征层的引入，明显增大了p+区的耗尽层的厚度，这有利于缩短载流子的扩散过程。耗尽层的加宽，也可以明显减少结电容Cj,从尔使电路常数减小。同时耗尽加宽还有利于对长波区的吸收。;3.雪崩光电二极管（APD） ; Si-ADP的管芯是采用n + pπp+结构，在110晶向的π/p+外延片作衬底，通过注入B +离子形成p层，而后浅扩散构成n +层;工作原理：进入耗尽区的光生电子被雪崩电场加速，获得很高的能量，在A处与晶格上的原子发生冲击碰撞使原子电离，产生新的电子-空穴对，新的空穴又被雪崩电场反向加速，获得更高的动能，在途中E处再次与晶格上的原子发生冲击碰撞使原子电离，产生又一个新的电子-空穴对…….，上述过程反复进行，使pn结的电流急剧增大，形成雪崩效应。; 雪崩光电二极管在光通信，激光测距和光纤传感技术中有广泛的应用。 雪崩光电二极管具有内增益，可以降低对前置放大器的要求。;4.光电三极管 ;四、光热探测器 ;2. 热释电探测器