Microsoft Word - 第5章 思考和习题.pdfVIP

思考与习题  5.1  写出硅光电二极管的全电流方程，说明各项的物理意义。 解：硅光电二极管的全电流方程为  h q l -a d  qU  kT  I= - (1- e )F + I (e - 1)  hc e,l D  式中，h 为光电材料的光电转换效率，a 为材料对光的吸收系数。 光电流为  h q  -a d  I = - (1- e ) F F e, l hu 无辐射时的电流为  qU  kT  I= I (e - 1) D  I  为暗电流， 为加在光电二极管两端的电压，T为器件的温度，k 为玻尔兹曼常熟，q 为 U  D  电子电荷量。  5.2  比较  2CU 型硅光电二极管和  2DU  型硅光电二极管的结构特点，说明引入环极的意 义。 解：2CU 型硅光电二极管是采用 n 型硅材料作基底，在 n 区的一面扩散三价元素硼而生成重 + + 掺杂p 型层，p 型层和 n 型硅相接触形成 p‐n 结，引出电极，在光敏面上涂上 SiO  保护膜。  2  2DU  型硅光电二极管是以轻掺杂、高阻值的  p 型硅材料做基底，在  p 型基底上扩散五价元 + + + 素磷，形成重掺杂n 型层，p 型硅和n 型硅接触形成 p‐n 结，在n 区引出正极，并涂以透 明的 SiO  作为保护膜，基底镀镍蒸铝后引出负电极。在硅光电二极管的制造过程中，在光 2  敏面上涂 SiO  保护层的过程中，不可避免的会沾污一些杂质正离子，通过静电感应引起表 2  面漏电流，并进而产生暗电流和散粒噪声。因此，为了减少由于 SiO  中少量正离子的静电 2  感应所产生的表面漏电流，在氧化层中也扩散一个环形 p‐n 结而将受光面包围起来，即引入 环极，以增加高阻区宽度，避免边缘过早击穿。  5.3  影响光生伏特器件频率响应特性的主要因素有哪些？为什么  PN 结型硅光电二极管 7  的最高工作频率小于等于 10  Hz？怎样提高硅光电二极管的频率响应？ 解：影响光生伏特器件频率响应的主要因素有三点： （1）在 PN 结区内产生的光生载流子渡越