本文主要是关于雪崩光电二极管的使用介绍,浅谈了它在电路中的效果,并具体介绍剖析了雪崩二极管的作业曲线。
雪崩二极管
雪崩光电二极管 (semiconductor avalanche photodiode )是具有内部光电流增益的半导体光电子器材,又称固态光电倍增管。它使用光生载流子在二极管耗尽层内的磕碰电离效应而取得光电流的雪崩倍增。这种器材具有小型、活络、快速等长处,适用于以微弱光信号的勘探和接纳,在光纤通信、激光测距和其他光电转化数据处理等体系中使用较广。
PN结有单向导电性,正向电阻小,反向电阻很大。
当反向电压增大到必定数值时,反向电流忽然添加。便是反向电击穿。它分雪崩击穿和齐纳击穿(地道击穿)。
雪崩击穿是PN结反向电压增大到一数值时,载流子倍增就像雪崩相同,添加得多而快。
使用这个特性制造的二极管便是雪崩二极管
雪崩击穿是在电场效果下,载流子能量增大,不断与晶体原子相碰,使共价键中的电子激起构成自由电子-空穴对。新发生的载流子又经过磕碰发生自由电子-空穴对,这便是倍增效应。1生2,2生4,像雪崩相同添加载流子。
齐纳击穿彻底不同,在高的反向电压下,PN结中存在强电场,它能够直接损坏共价键将束缚电子别离来构成电子-空穴对,构成大的反向电流。齐纳击穿需求的电场强度很大!只要在杂质浓度特别大的PN结才做得到。(杂质大电荷密度就大)
一般的二极管掺杂浓度没这么高,它们的电击穿都是雪崩击穿。齐纳击穿大多呈现在特别的二极管中,便是稳压二极管
它是在外加电压效果下能够发生高频振动的晶体管。发生高频振动的作业原理是:使用雪崩击穿对晶体注入载流子,因载流子渡越晶片需求必定的时刻,所以其电流滞后于电压,呈现延迟时刻,若适当地操控渡越时刻,那么,在电流和电压联系上就会呈现负阻效应,然后发生高频振动。它常被使用于微波范畴的振动电路中。
使用特性
雪崩光电二极管电路图
雪崩二极管的作业曲线剖析
图3给出暗电流特性,实线为模仿成果,“*”为其他文献报导的试验成果,图中可见二者契合较好。关于小的
偏压,暗电流以分散电流和寄生漏电流为主,对大的偏压,暗电流表现为隧穿电流)该器材的击穿电压为80.5 V。
图4给出脉冲呼应特性。输入信号宽度为10ps峰值功率1mW的Gauss形脉冲,偏压为50V,取样电阻为5 0 SZ,光由P区人射。由图可见,模仿成果与试验成果比较契合。这个器材自身的电容比较小,寄生电容对波形的影响比较大。图中给出1sCpF和1.5pF两条模仿曲线,对应的半峰全宽(FWHM)分别为150 ps和175 ps,其他文献给出的成果为140ps.由以上比较成果可见,这儿给出的PIN-APD电路模型能比较好的猜测器材的功能.此外,这儿还给出了对这个器材的其它模仿成果。见图5–7.图5给出对应不同光功率的光电流曲线。在很大的偏压范围内,曲线都比较平整,只要在挨近击穿电压时,光电流才随偏压的进步而增大,这主要是隧穿电流形成的。图6给出1W输入光功率情况下的量子功率随偏压的改变联系。这儿量子功率界说为光生电子一空穴对数与人射光子数之比。当偏压小于55 V时,量子功率根本坚持为40%,随偏压升高,量子功率敏捷增大,对应80 V的量子功率为9.457%,图7给出不同偏压下的脉冲呼应,条件
同图4。由图可见,随偏压的增大,呼应起伏增大,FWHM增大,这是因为雪崩效应形成的。当偏压挨近击穿电压时,该器材已不能呼应这样短的脉冲。
结语
关于雪崩二极管的相关介绍就到这了,期望本文能对你有所协助。