光电探测器芯片PPT课件

. 1、光电检测器， 2、光电检测器的基本原理和一般分类光纤通信用光电二极管的原理工艺及相关参数APD光电二极管的原理和相关参数的总结， 3、光电检测器的基本原理和一般分类、电磁波， 4、光电检测器的基本原理和一般分类， 光电效应：光束投影到固体表面时进入体内的光子，直接与电子作用(吸收、运动量传递等)一样，随着电子状态的变化，固体的电性质发生变化的现象总称为固体的光电效应。 光电效应的分类：光电效应、光电效应。 5、光电检测器的基本原理和一般分类，光电效应：半导体材料吸收光辐射产生载流子(光载流子)，改变半导体电导率的现象。 光电效应：在具有PN结的半导体材料中，外部光入射而产生的载流子堆积在p区域和n区域，产生电位。 6、光电检测器的基本原理和一般分类，1常用光电检测器分类：在可检测的波长范围内紫外光检测器(200400nm):GaN、金刚石膜、SiC、ZnO TiO2可见光检测器(400780nm):SiCdS、CdSe、CdTe近红外光检测器(0.763um ) 中红外光检测器(330um):InGaAs、AsGa、PbSe、InSb、HgCdTe、PbS.远红外光检测器(301000um )“热检测器”TGS/SBN/LiNaO3etc .由于多个检测器的检测范围重叠，实现了宽波长范围的光测试*注：红外光的分类方法因应用而异。 根据双工作原理，光电检测器/光电检测器3具有根据结构的：个材料，例如PN结. PIN.APD、MSM等，7，根据光电检测器的基本原理和一般分类，8，用于光纤通信的光电检测器，光纤通信波长范围： 13360塑料光纤(POF ) 通信波长范围： 0.4-0.8um、9 2:玻璃光纤通信波长范围0.7-1.65umSMF(OESCL频带1260-1675nm ) o初始带宽： 1260-1360E扩展带宽： 1360-1460S短波带宽： 1460-1530C普通带宽： 1530-1565L长波带宽： 1565-1625U超短波带宽： 16251675，10光纤通信用光电检测器，分类：1)吸收材料： SiGaAsInGaAsGe，10 光纤通信用光检测器，2 )结构类型： PN(Positive-Negative )、12，光纤通信用光检测器，pin (positive-intrainsic-negative )、13， 光纤通信用光检测器APD(Avalanche-Photodiode )、14、光纤通信用光检测器、MSM(Metal-Semiconductor-Metal )、15、InGaAsPINPD工作原理、1.III-V族半导体材料特性：、16、ingaspinpd工作原理Evvalence； 由于Egbandgap固体是由不同的原子凝聚而成的，所以固体中的电气状态与原子中的电子状态不同，但两者的电子状态之间必定有联系。 当每个原子孤立时，电子具有相同的能级结构。 把这些孤立的原子看作一个系统，所有的电子能级都很简单。 当这些原子越来越靠近时。 相互作用增强。 首先最外层的波函数重叠，此时根据孤立原子的电子能级，原子间的相互作用被消除。 具有相同能量值的一些能级被分裂成具有不同能量值的一些能级。 原来的节距越小，电子波函数的重叠越强，分裂的能级之间的能量差扩大。 n个相同的原子聚集成为固体时，对应孤立原子的每个能级分裂成n个能级。 由于原子数n大，分裂的能级非常密集。 这些形成能量的数值准连续带，称为容许带。 不同核能水平形成的容许带之间的间隔是禁带。 在、18、19、4光电吸收A:hv=Eg的情况下，电子从价电子带向传导带移动，形成电子空穴对。 B:hv=0.5A/W850nm、24、6.2暗电流(Id-Vr关系)无光照射下，施加偏压时的PD电流。暗电流根据形成机理，扩散电流、复合电流、隧道电流、表面漏电流6.2.1扩散电流Idiff :耗尽区周边的非耗尽区p区和n区内的少数载流子向耗尽区扩散形成的电流。 扩散电流密度Jdiff:Js:饱和扩散电流密度ni:本征载流子密度Dp :空穴扩散系数Lp :空穴扩散长度，产生25，6.2.2复合电流(generation-recombination current ) ig-r :耗尽区域内的电子空穴对和复合形成的电流。 当载波等效寿命为Vr反向偏置电压低时，teff主要是以上两个因素。 复合电流的产生在温度低时占主要地位，扩散电流在温度高时占主要地位。 6.2.3隧道电流(TunnelingCurrent )施加偏压足够高时，隧道电流逐渐占主要地位。 隧道电流的主要特性是类似于指数变化的软击穿特性。 6.2.4表面漏电流(Leakagecurrent )是由表面钝化过程中表面电荷的迁移引起的。 80 umdiameteringaasplanarpinpdId=50pa (对于从低偏置到中偏置，Id与面积成比例，在偏置高的情况下，id与直径成比例，参见后面的图)、26、27、6.2.5idvstemp .图中低于320K的是中偏置由、28、图可知，在297K以下，Idexp(-E/2kT)297K以上，Idexp(-E/kT )发生变化. 变化更快。 29， 6.2.6逆耐压(Vb)PD是逆偏置时暗电流达到某个特定值例如(10uA或1uA )时的电压值，在测试时，限制电流不得超过PD的最大额定电流，导致PD的破坏(曲线参照I-V逆曲线)的6.2.7正向导通电压(VF )与Vb定义相反正向偏置时电流达到某个特定值时的电压值即一般定义的电流1mA下的电压值为导通电压，30，6.3结电容(C-V特性曲线)这一式子适用于施加电位在最大耗尽层内，超过最大耗尽层后，即使Va增加Wd也不增加，31，典型的CV 6.6串联电阻RsWs基板的厚度、Wd耗尽层的厚度表面电阻率6.7的频率响应frfr是输出电信号的振幅下降3dB时的频率值，表示PD响应速度的速度. tf是PD相对于方形脉冲10-90%的输出的上升或下降时间tdrift:载波的耗尽层平均漂移时间tdiffused:载波在非耗尽层的扩散时间. tRC二极管电路的寄生RC常数33，频带计算中常用的公式，34，典型的PD带宽图5V10V 应用35，fr-WdandArea，36，6.7仿真时的IMD2.IMD3指标imd(intermediationdistortion )、CSO (compositeesecondorder ) CTB (compositivesbeat )为一般221； 221-2； 1 231； 3221-2； 21 2； 22-1； 22 1CATVPINPD测试频率： f 1:50 mhzf 23360505 mhzf 13360400 mhzf 2336