Admin硅光电二极管是最简单、最具有代表性的光生伏特器件,其中,PN结硅光电二极管为最基本的光生伏特器件,因其高响应速度和低暗电流,结电容等特性,广泛应用于光电检测,传感,安检等各个领域。
光电二极管可分为两种结构形式:以P型硅为衬底的2DU型,以N型硅为衬底的2CU型。
图(a)为2DU型光电二极管的原理结构图。
图(b)为光电二极管的工作原理图
图(c)所示为光电二极管的电路符号
由光电二极管的电流方程可以得到光电二极管在不同偏置电压下的输出特性曲线。
光电二极管的工作区域应在图的第3象限与第4象限。
在光电技术中常采用重新定义电流与电压正方向的方法把特性曲线旋转成所示。重新定义的电流与电压的正方向均以PN结内建电场的方向相同的方向为正向。
1.硅光电二极管的灵敏度
定义硅光电二极管的电流灵敏度为入射到光敏面上辐射量的变化引起电流变化dI与辐射量变化之比。电流灵敏度与入射辐射波长λ有关。
2.硅光电二极管的电流灵敏度
定义其峰值响应波长的电流灵敏度。硅光电二极管的电流灵敏度与波长的关系曲线称为光谱响应。
3. 光谱响应
硅光电二极管的光谱响应定义:以等功率的不同单色辐射波长的光作用于硅光电二极管时,其电流灵敏度与波长的关系称为其光谱响应。
4. 时间响应
PN结硅光电二极管的电流产生要经过三个过程:
1) 在PN结区内产生的光生载流子渡越结区的时间,称为漂移时间记为τdr ;
2) 在PN结区外产生的光生载流子扩散到PN结区内所需要的时间,称为扩散时间记为τp;
3) 由PN结电容Cj和管芯电阻Ri及负载电阻RL构成的RC延迟时间τRC 。
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