论文-结型光电探测器.docVIP

《光电子器件》大作业 题目：结型光电探测器 姓名： 班级： 学号： 2011年6月15日 中文摘要： 结型光电探测器又称为势垒型光电探测器。利用光生伏特效应制成的光电探测器叫做势垒型光电探测器，因势垒型光电探测器是对光照敏感的“结”构成的。常见的器件有光电池、光电二极管、PIN管、雪崩光电二极管、光电三极管和光电场效应管等。光电探测器正朝着超高速、高灵敏度、宽带宽以及集成的方向发展，它可广泛地应用于广度测量、光开关报警系统、光电检测、图像获取、光通信、自动控制等方面。 English Abstract： Junction?photodetectors, also known as?barrier-type?detector.The barrier?made of?photovoltaic?effect is called?the photoelectric?detector,?due to?the barrier photodetector?is?sensitive to?light knot ?formed. Commonly there are?light?battery?device, photodiode, PIN?transistor,?avalanche photodiodes, optoelectronics?and?optical?FET?transistor. Junction?photodetector?is developing in?high speed, high?sensitivity,wide bandwidth?and high?integration of?direction,?it?can be widely used?breadth of?measurement,?optical switch?alarm systems, photoelectric?detection, image?capture,?optical communication,automatic control, etc. 正文： 光生伏特效应是两种半导体材料或金属、半导体相接触形成势垒，当外界光照时，激发光生载流子，注入到势垒附近，形成光生电压现象。光生伏特效应属于内光电效应。利用光生伏特效应制成的光电探测器叫做势垒型光电探测器。势垒型光电探测器是对光照敏感的“结”构成的，故也称结型光电探测器。 根据所用结的种类不同，结型光电探测器可分为PN结型、PIN结型、异质结型和肖特基势垒型等。最常用的器件有光电池、光电二极管、PIN管、雪崩光电二极管、光电三极管和光电场效应管等。 势垒型光电探测器的应用十分广泛，广泛应用于广度测量、光开关报警系统、光电检测、图像获取、光通信、自动控制等方面。 一、光电池 1、用途 光电池是根据光生伏特效应制作的器件。其用途有两个： （1）因在光照下能产生光生电压，可作电源用，即常说的太阳能电池。做电源用时要求其效率高、成本低、寿命长，便于与其它的能源竞争。 （2）作为光电探测器用。优点是工作时不需要外加偏压，接收面积大。要求其线性好，灵敏度高，光谱响应范围合适，响应时间短，能满足使用要求。 目前生产的光电池材料有硅、锗、硒、砷化镓等，用的最多的是硅光电池（在可见光区），锗的光谱响应在红外。 P1、太阳能路灯 P2、太阳能房屋 2、结构 硅光电池因所用基片的导电类型不同分为两种类型：2CR和2DR型2CR：在n型硅上扩散三族元素硼，作成很薄的p型层；2DR：在p型硅上扩散五族元素磷，作成很薄的n型层。都可以形成p-n结，区别只在于导电类型不同。 为了使输出电流增大，硅光电池的受光面积尽可能做得大些。上电极为栅状透明电极，以增加透光量，减小电极与光敏面的接触电阻。 衬底下面的电极称为下电极或背电极，用Al 材料。 为了减少光的反射，在受光面上镀有SiO2或其它介质材料的增透膜，其透过率与材料的折射率、厚度及波长有关，另外还起到防潮、防腐蚀的保护作用。 3、特性 （1）光电特性 光电特性是指输出光电流和光电压与入射光功率的关系。光电池的短路电流和开路电压为 短路电流 与Ps成正比 开路电压 与Ps成对数关系 短路电流和开路电压与入射光功率的关系曲线： （2）伏安特性 当外接负载时，伏安特性曲线如右图。曲线在横轴上的截距代表某一光强下的开路电压，在纵轴上的截距代表短路电流。 在曲线的拐弯处，电流与电压的乘积最大，即此时光电池的输出功率最大，所以负载RL应选在曲线的拐弯处。 硅光电池的开路电压不能大于p-n结热平衡时的接触电势差，一般在0.45~0.6V之间。 （3）主要参数（硅） 光谱范围：0.4~1.1μm, λp 0.8~0.9μm, τ 10-5 ~ 10-6