不同類型的光電二極管技術(shù)特點-基礎(chǔ)電子

精品文檔-下載后可編輯不同類型的光電二極管技術(shù)特點-基礎(chǔ)電子在本文中，我們將討論一些不同類型的光電二極管技術(shù)以及用于制造它們的半導(dǎo)體（即硅）的優(yōu)缺點。硅光電二極管硅不是一種奇特的半導(dǎo)體材料，但它是一種很好的光電二極管。硅光電二極管是許多可見光應(yīng)用的選擇。這是硅要記住的主要限制：它主要對可見光的波長敏感。在許多系統(tǒng)中，例如響應(yīng)環(huán)境光級別的調(diào)光器，這正是您想要的。如果近紅外區(qū)域的波長對您的應(yīng)用很重要，則紅外增強型硅光電二極管將使您對近紅外區(qū)域的波長更加敏感。

Hamamatsu的硅光電二極管手冊中的這張圖顯示了他們各種硅光電探測器產(chǎn)品的光譜響應(yīng)。QE代表量子效率。硅光電二極管是出色的通用光檢測器。它們可靠且廣泛可用，它們對照度的電響應(yīng)是高度線性的，并且它們具有良好的暗電流和帶寬性能。事實上，Thorlabs銷售的低暗電流和高速度的光電二極管都是硅器件。紅外探測器銻化銦（InSb）當(dāng)我想到光電二極管時，個想到的材料是InSb。它不像硅那么常見，但它已深深烙印在我的工程意識中，因為我參與過的重要的企業(yè)項目之一是圍繞一系列InSb光電二極管構(gòu)建的。InSb對短波長和中波長紅外線敏感，為必須檢測熱特征而非可見光的應(yīng)用提供卓越的性能。然而，要充分利用InSb，您需要付出一些額外的努力——即將光電二極管冷卻到低溫。他們制造了一種叫做杜瓦瓶的東西，里面裝著二極管和液氮。您用LN2填充杜瓦瓶，然后您的InSb探測器就可以達到大靈敏度。銦鎵砷（InGaAs）和鍺（Ge）InGaAs被廣泛用作快速、高靈敏度的紅外探測器材料。與InSb不同，它通常在室溫下使用，并且在較短的波長下具有一點額外的響應(yīng)度：InSb擴展到大約1?m，而InGaAs范圍下降到大約0.7?m。鍺在光譜響應(yīng)方面與InGaAs相似，它在室溫下工作。InGaAs可以實現(xiàn)顯著更高的信噪比。碲鎘汞（HgCdTe）碲化鎘汞作為長波長紅外應(yīng)用的檢測器具有重要作用。InGaAs和InSb的光譜響應(yīng)分別在2–3?m和5–6?m處逐漸減小，而HgCdTe則延伸到16?m。長波長紅外（LWIR）用于被動熱檢測和成像。與InSb探測器一樣，HgCdTe探測器被冷卻到低溫。這是一個主要的不便之處，許多設(shè)備使用非制冷微測輻射熱計進行LWIR成像；微測輻射熱計直接對熱能作出反應(yīng)，而光電二極管則對電磁輻射中的入射光子作出反應(yīng)。微測輻射熱計更便宜、更小、更節(jié)能；HgCdTe產(chǎn)生更高質(zhì)量的圖像。紫外線探測器盡管硅主要對可見光波長敏感，但可以優(yōu)化硅光電二極管以增強紫外線響應(yīng)。這些器件稱為紫外線增強型硅光電二極管。這是測量紫外線的一種方法。您可能熟悉碳化硅（SiC）。它是一種日益突出的半導(dǎo)體材料，主要與高功率MOSFET相關(guān)聯(lián)，但事實證明，碳化硅二極管非常適合用作紫外線檢測器。碳化硅光電二極管是堅固耐用的器件，自然僅對200nm至400nm波段的紫外光敏感。

這是由ElectroOpticalComponents制造的碳化硅光電二極管的歸一化光譜響應(yīng)。這種有限的光譜響應(yīng)意味著SiC光電二極管在必須防止可見光或紅外光干擾UV測量的系統(tǒng)中不需要光學(xué)過濾。紫外線增強型硅光電二極管就是這樣——增強了紫外線靈敏度。它們保持對可見光的敏感性，實際上它們對可見光的敏感性比對紫外線的敏感性高得多。入射光功率與產(chǎn)生的光電流之間的數(shù)學(xué)關(guān)系稱為響應(yīng)度。與硅的峰值響應(yīng)度相比，碳化硅的峰值響應(yīng)度相當(dāng)?shù)停璧姆逯淀憫?yīng)度與紫外線應(yīng)用無關(guān)，因為它發(fā)生在遠離紫外線波長的地方。如果我們只看光譜的200-400nm部分，碳化硅的響應(yīng)率與硅的響應(yīng)率相似。回顧硅光電二極管提供方便、高性能的可見光譜照度測量。紅外探測的標(biāo)準(zhǔn)材料是銻化銦（InSb）、砷化銦鎵（InGaAs）、