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广东16GHZ PIN光电探测器设计

来源: 发布时间:2023年03月30日

光电三级管与光电二极管比较,光电三级管输出电流较大,一般在毫安级,但光照特性较差,多用于要求输出电流较大的场合。光电三极管有pnp和npn型两种结构,常用材料有硅和锗。例如用硅材料制作的npn型结有3DU型,pnp型有3CU型。采用硅npn型光电三极管,其暗电流比锗光电三极管小,且受温度变化影响小,所以得到位广泛应用。下面以3DU型光电三极管为例说明它的结构、工作原理与主要特性。3DU型光电三极管是以p型硅为基极的三极管。3DU管的结构和普通晶体管类似,只是在材料的掺杂情况、结面积的大小和基极引线的设置上和普通晶体管不同。因为光电三极管要响应光辐射,受光面即集电结(bc结)面积比一般晶体管大。另外,它是利用光控制集电极电流的,所以在基极上既可设置引线进行电控制,也可以不设,完全同光一控制。它的工作原理是工作时各电极所加的电压与普通晶体管相同,即要保证集电结反偏置,发射正偏听偏置。由于集电结是反偏压,在结区有很强的内建电场,对3DU管来讲,内建电场方向是由c到b的。和光电二极管工作原理相同。可接收的光功率的大小是由探测器的暗电流决定的。广东16GHZ PIN光电探测器设计

利用内光电效应制成的光子型探测器是用半导体材料制成的固态电子器件,主要包括光电导探测器和光伏型探测器等。光电导探测器具有光电导效应,是指由辐射引起被照射材料电导率改变的一种物理现象。当照射的光子能量hv等于或大于半导体的禁带宽度Eg时,光子能够将价带中的电子激发到导带,从而产生导电的电子、空穴对,这就是本征光电导效应。光伏型探测器通常由半导体PN结构成,其原理是利用PN结的内建电场将光生载流子(用光照射半导体时,若光子的能量等于或大于半导体的禁带宽度,则价带中的电子吸收光子后进入导带,产生电子-空穴对)扫出结区而形成信号。当探测器受到光照(辐照)、体内发生本征光吸收时,产生两种带相反电荷的光生载流子(电子和空穴)。这两种光生载流子一开始局限于光照区,随后由于存在浓度梯度,其中一部分扩散到PN结区,在PN结内建电场的作用下,分别聚集到结的两端,形成电压信号。如PN结两端连成一个回路,则形成电流信号。石岩高带宽光电探测器直销价格APD雪崩二极管 具有功率大、效率高等优点。

固体光电探测器用途非常广。CdS光敏电阻因其成本低而在光亮度控制(如照相自动曝光)中得到采用;光电池是固体光电器件中具有比较大光敏面积的器件,它除用做探测器件外,还可作太阳能变换器;硅光电二极管体积小、响应快、可靠性高,而且在可见光与近红外波段内有较高的量子效率,因而在各种工业控制中获得应用。硅雪崩管由于增益高、响应快、噪声小,因而在激光测距与光纤通信中普遍采用。photoconductivedetector利用半导体材料的光电导效应制成的一种光探测器件。所谓光电导效应,是指由辐射引起被照射材料电导率改变的一种物理现象。光电导探测器在国民经济的各个领域有较广用途。在可见光或近红外波段主要用于射线测量和探测、工业自动控制、光度计量等;在红外波段主要用于导弹制导、红外热成像、红外遥感等方面。光电导体的另一应用是用它做摄像管靶面。为了避免光生载流子扩散引起图像模糊,连续薄膜靶面都用高阻多晶材料,如PbS-PbO、Sb2S3等。其他材料可采取镶嵌靶面的方法,整个靶面由约10万个单独探测器组成。

光电探测器必须和光信号的调制形式、信号频率及波形相匹配,以保证得到没有频率失真的输出波形和良好的时间响应。这种情况主要是选择响应时间短或上限频率高的器件,但在电路上也要注意匹配好动态参数;光电探测器必须和输入电路在电特性上良好地进行匹配,以保证有足够大的转换系数、线性范围、信噪比及快速的动态响应等;为使器件能长期稳定可靠地工作,必须注意选择好器件的规格和使用的环境条件,并且要使器件在额定条件下使用。光电探测器是光接收器的主要器件之一,用来将光功率转换为电流。

雪崩光电二级管(APD)是得用光生载流子在高电场区内的雪崩效应而获得光电流增益,具有灵敏度高、响应快等优点,通常用于激光测距、激光雷达、弱光检测(非线性)。APD雪崩倍增的过程是:当光电二极管的p-n结加相当大的反向偏压时,在耗尽层内将产生一个很高的电场,它足以使在强电场区漂移的光生载流子获得充分的动能,通过与晶格原子碰撞将产生新的电子-空穴对。新的电子-空穴对在强电场作用下,分别向相反的方向运动,在运动过程中又可能与原子碰撞再一次产生新的电子-空穴对。如此反复,形成雪崩式的载流子倍增加。这个过程就是APD的工作基础。APD一般在略低于反向南穿电压值的反偏压下工作。在无光照时,p-n结不会发生雪崩倍增效应。但结区一旦有光照射,激发出的光生载流子就被临界强电场加速而导致雪崩倍增。若反向偏压大于反向击穿电压时,光电流的增益可达(十的六次方)即发生“自持雪崩倍增”。由于这时出现的散粒噪声可增大到放大器的噪声水平,以致使器件无法使用。当光线照在物体上,使物体的电导率发生变化,或产生光生电动势的现象叫内光电效应。石岩高带宽光电探测器直销价格

光电探测器可分为两大类:一类是光子探测器;另一类是热探测器。广东16GHZ PIN光电探测器设计

光电探测器是光接收器的主要器件之一,用来将光功率转换为电流。根据系统的性能目标,可以选用PIN或APD(雪崩光电二极管)光电探测器。误码率(BER)是用于指定通信传输系统可靠性的主要指标,通常与接收机灵敏度值相关,该值定义了必须到达光电探测器的较小平均光功率,以实现所需的BER性能。另外,信道的Q值可以从采样的信号统计中计算出来,并用于估计系统的误码率。光电探测器在定义基本通信系统的较终灵敏度方面起着重要的作用,因为它以散弹噪声和热噪声的形式提供统计扰动,并引入了暗电流及定义响应率来衡量每单位输入功率获得多少电输出。这些特性取决于入射光的波长和传感器的材料特性和物理设计。广东16GHZ PIN光电探测器设计

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