光電流指在入射光照射下光電探測器所產(chǎn)生的光生電流,暗電流可以定義為沒有光入射的情況下探測器存在的漏電流。其大小影響著光接收機的靈敏度大小,是探測器的主要指標(biāo)之一。暗電流主要包括以下幾種:①耗盡區(qū)中邊界的少子擴散電流;②載流子的產(chǎn)生-復(fù)合電流,通過在加工中消除硅材料的晶格缺陷,可以有效減小載流子的產(chǎn)生-復(fù)合電流,通常對于高純度的單晶硅產(chǎn)生-復(fù)合電流可以降低到2*1011A/nm2以下;③表面泄漏電流,在制造工藝結(jié)束時,對芯片表面進(jìn)行鈍化處理,可以將表面漏電流降低到1011A/nm2量級。當(dāng)然,暗電流也受探測器工作溫度和偏置電壓的影響。探測器的暗電流與噪聲是分不開的,通常光電探測器的噪聲主要分為暗電流噪聲、散粒噪聲和熱噪聲:a暗電流噪聲:對于一個光電探測器來講,可接收的光功率是由探測器的暗電流大小決定的,所以減小探測器的暗電流能提高光接收機的靈敏度;b散粒噪聲:當(dāng)探測器接收入射光時,散粒噪聲就產(chǎn)生于光子的產(chǎn)生-復(fù)合過程中。由于光生載流子的數(shù)量變化規(guī)律服從泊松統(tǒng)計分部,所以光生載流子的產(chǎn)生過程存在散粒噪聲;c熱噪聲:由于導(dǎo)體中電子的隨機運動會產(chǎn)生導(dǎo)體兩端電壓的波動,因此就會產(chǎn)生熱噪聲。當(dāng)光在半導(dǎo)體中傳輸時,光波的能量隨著傳播會逐漸衰減。深圳7GHZ APD光電探測器聯(lián)系人
光電二極管的工作原理同光電池一樣,都是基于PN結(jié)的光伏效應(yīng)工作的。主要特點是結(jié)區(qū)面積小,通常工作于反偏置狀態(tài)。因此內(nèi)建電場很強,結(jié)區(qū)較寬,結(jié)電容小,因此頻率特性爺比光電池好,但光電流較小。PIN光電二極管PN半導(dǎo)體中間夾了一層本征半導(dǎo)體,由于本征半導(dǎo)體近似于介質(zhì),相當(dāng)于增大了NPNj結(jié)之間的距離,使結(jié)電容變小。PN半導(dǎo)體中耗盡層寬度隨反向電壓增加而加寬,將P區(qū)做得很薄,由于I層的存在,入射光子只能在I層被吸收,因此在I層形成高電場區(qū),I區(qū)的光電子在強電場下加速運動,使得載流子渡越時間非常短,因此可以有效減小時間常數(shù),提高工作頻率特性。雪崩光電探測器使用方法非相干接收:在接收設(shè)備中不用載波相位信息去檢測就接收信號。
光電探測器的工作原理是基于光電效應(yīng),熱探測器基于材料吸收了光輻射能量后溫度升高,從而改變了它的電學(xué)性能,它區(qū)別于光子探測器的比較大特點是對光輻射的波長無選擇性。光電子發(fā)射器件:光電管與光電倍增管是典型的光電子發(fā)射型(外光電效應(yīng))探測器件。其主要特點是靈敏度高,穩(wěn)定性好,響應(yīng)速度快和噪聲小,是一種電流放大器件。尤其是光電倍增管具有很高的電流增益,特別適于探測微弱光信號;但它結(jié)構(gòu)復(fù)雜,工作電壓高,體積較大。光電倍增管一般用于測弱輻射而且響應(yīng)速度要求較高的場合,如人造衛(wèi)星的激光測距儀、光雷達(dá)等。
光電探測器件的應(yīng)用選擇,實際上是應(yīng)用時的一些事項或要點。在很多要求不太嚴(yán)格的應(yīng)用中,可采用任何一種光電探測器件。不過在某些情況下,選用某種器件會更合適些。例如,當(dāng)需要比較大的光敏面積時,可選用真空光電管,因其光譜響應(yīng)范圍比較寬,故真空光電管普遍應(yīng)用于分光光度計中。當(dāng)被測輻射信號微弱、要求響應(yīng)速度較高時,采用光電倍增管較合適,因為其放大倍數(shù)可達(dá)10^4~10^8以上,這樣高的增益可使其信號超過輸出和放大線路內(nèi)的噪聲分量,使得對探測器的限制只剩下光陰極電流中的統(tǒng)計變化。因此,在天文學(xué)、光譜學(xué)、激光測距和閃爍計數(shù)等方面,光電倍增管得到廣泛應(yīng)用。APD雪崩光電二極管具有較高的接收機靈敏度。
為了提高傳輸效率并且無畸變地變換光電信號,光電探測器不僅要和被測信號、光學(xué)系統(tǒng)相匹配,而且要和后續(xù)的電子線路在特性和工作參數(shù)上相匹配,使每個相互連接的器件都處于比較好的工作狀態(tài)。現(xiàn)將光電探測器件的應(yīng)用選擇要點歸納如下:光電探測器必須和輻射信號源及光學(xué)系統(tǒng)在光譜特性上相匹配。如果測量波長是紫外波段,則選用光電倍增管或?qū)iT的紫外光電半導(dǎo)體器件;如果信號是可見光,則可選用光電倍增管、光敏電阻和Si光電器件;如果是紅外信號,則選用光敏電阻,近紅外選用Si光電器件或光電倍增管;光生載流子在雪崩區(qū)即高電場區(qū)發(fā)生雪崩倍增。廣東光電探測器特價
光電探測器的光電轉(zhuǎn)換特性必須和入射輻射能量相匹配。深圳7GHZ APD光電探測器聯(lián)系人
光電探測器是光接收器的主要器件之一,用來將光功率轉(zhuǎn)換為電流。根據(jù)系統(tǒng)的性能目標(biāo),可以選用PIN或APD(雪崩光電二極管)光電探測器。誤碼率(BER)是用于指定通信傳輸系統(tǒng)可靠性的主要指標(biāo),通常與接收機靈敏度值相關(guān),該值定義了必須到達(dá)光電探測器的較小平均光功率,以實現(xiàn)所需的BER性能。另外,信道的Q值可以從采樣的信號統(tǒng)計中計算出來,并用于估計系統(tǒng)的誤碼率。光電探測器在定義基本通信系統(tǒng)的較終靈敏度方面起著重要的作用,因為它以散彈噪聲和熱噪聲的形式提供統(tǒng)計擾動,并引入了暗電流及定義響應(yīng)率來衡量每單位輸入功率獲得多少電輸出。這些特性取決于入射光的波長和傳感器的材料特性和物理設(shè)計。深圳7GHZ APD光電探測器聯(lián)系人
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