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日期:2021-08-23
三者都是基于p-n結(jié)的結(jié)型光電探測(cè)器,工作在伏安特性曲線的第三象限。 光電二極管結(jié)構(gòu)如下圖所示。光電二極管的反向偏置電壓主要施加在p-n結(jié)的耗盡層上,而非耗盡層的P、N端的電壓降很小,電子在非耗盡區(qū)運(yùn)動(dòng)主要是靠濃度擴(kuò)散,所以電子運(yùn)動(dòng)速度慢,導(dǎo)致普通p-n結(jié)型光電二極管的響應(yīng)速度慢,響應(yīng)時(shí)間在10-7s量級(jí)。
PIN型光電二極管的結(jié)構(gòu)。它由P、N型半導(dǎo)體間夾一本征半導(dǎo)體層,而P、N端的厚度很薄。所以,反偏置電壓近似均勻分布在整個(gè)PIN結(jié)上,電子在電場(chǎng)作用下快速漂移運(yùn)動(dòng),減小了電子的渡越時(shí)間,提高了響應(yīng)速度。響應(yīng)時(shí)間在10-9s量級(jí)。
雪崩二極管的結(jié)構(gòu)和普通二極管的類似,只是在p-n結(jié)區(qū)增加了一個(gè)保護(hù)環(huán),以提高p-n結(jié)的反向擊穿電壓。雪崩二極管的工作原理:施加接近反向擊穿電壓的反向偏置電壓,使耗盡區(qū)的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)105伏/厘米,光生電子在強(qiáng)電場(chǎng)加速下,獲得高的動(dòng)能,當(dāng)與晶格發(fā)生碰撞時(shí),使晶格電離形成二次電子。二次電子再被強(qiáng)電場(chǎng)加速,再次與晶格碰撞,使其電離產(chǎn)生二次電子,這個(gè)過(guò)程繼續(xù)下去,稱為雪崩過(guò)程,雪崩過(guò)程使電子數(shù)劇增,產(chǎn)生大的增益。 雪崩型光電二極管,它既響應(yīng)快,又具有高的增益。所以具有高的光電靈敏度,接近光電倍增管。
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