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第2章光電探測器概述第2電探測器概光電探測器概光電探測器的性能參噪聲的基本概念、表示方

補充知識半導體物理基礎知學科由半導體 N個N個原……導帶c禁帶價帶Ev禁帶電子能量 電子能量電子1．原子能級電子N個原N個原禁帶禁帶1．原子能級與晶體能電子 帶電子

N個原：：

N個原禁帶N個原禁帶禁帶電子 N個原禁帶禁禁帶禁帶電子能 絕緣體、半導體、金屬的能帶SiOSiO電阻率Si半半導體具有獨特光電特性－－重要應用本征包括N型半導體和P型半導體包括N型半導體和P型半導體半導體共價電子—空穴－－載流－－本征

兩種載流3．半導體

導 N型半導體

N型半導

本征）本征）自由電本征）空穴（雜質(zhì)）自由電子(多子 (少子“Negative”——N型半導P型半導體

P型半導

(本征(本征）自由電子（本征）（雜質(zhì)） 半導體 (b)N型半導 (c)P型半導－－－－三者I型 (b)N型

摻雜百萬分之一的雜質(zhì),載流子濃度提高百萬倍？半導所摻雜子（多子子（少子特施主雜電空電子濃nn>>濃度受主雜空電電子濃np<<濃度 熱平衡載流子的f(E)n11Ef(E)n11Ef－－熱平衡條件下，能量為E 的物理意

fn(E)

1exp(EEfE fn(E)電子占據(jù)概率fn： ： 1f(E)1pn1exp(EfkT)

(E)

1exp(EEfkT

fn(E)

1exp(EEf載流子EEff(E)exp

Ef nNexp

Eff(E)n1f(E)n11Eff(E) nEf 載流子的導帶子濃nN

EcEf

pNpNEfvv本征和雜質(zhì)半導體中 能級半導 本征半導體；（b）N（c）P 結熱 結載流子

能級Ef描述 Φ(x)=Φ0(1－r)e-半導體本征吸收(a)本征半導體 (b)N型半導體 (c)P型半導hvhvg或hcghc1.240EgEg特點：產(chǎn)生電子－空穴本征吸收(a)本征半導體 (b)N型半導體 (c)P型半導特特別注意非本征吸本征半導N束縛電N束縛電子→

N型半導體 (c)P型半導PP束縛空穴→價hc01.24μm或hc1.24μmd0daa 電子－空穴hc1.24 電子或空01.24μm01.24ddaa

非平衡載流子的注入和復非平衡載熱生載流光生載流熱生載流光生載流非平衡載流子的注入和復產(chǎn)生－－使非平衡載流子濃度增加的復合－－使非平衡載流子濃度減小的非平衡載 ctc

， ，2.非平衡載復合率 R

G（熱）G0

rn0 非平衡載流子dp(t)dp(t)G 弱注Δn(t)=Δp(t)<<rn0p0rn0n(t弱注Δn(t)=Δp(t)<<dΔp(t)rnΔp(t)dt 非平衡載流子dΔp(t)rnΔp(t)

c1/(rn0dt (t

c tc

tdp(t) dp(

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