На сайте 100500 рефератов в 150 категориях	Искать реферат
Рефераты на 5 с плюсом С нашим сайтом написать реферат проще простого

Фотоприемники с внутренним усилением

Категория: Технологии

версия для печати

Страница: [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7]

При h ((Eg концентрация неуравновешенных электронов и дирок пропорциональна скорости оптической генерации, то есть g = a ((() Nф, где Nф — поток фотонов, ((() - квантовый выход фотоионизации (количество электронно-дырочных пар, образованных одним квантом света ).

Усиление фототока. В однородном полупроводнике фототок:

Iф = qGKф,

гдеG — полная генерация; kф = (n / tn + (p / tp — коэффициент усиления; tn, tp — времена пролета электронов и дырок между электродами при длине образца d и приложенному напряжению U:

tn = d2 / ((n U), tp = d2 / ((p U)

В результате:

kф = ((n / tn + (p / tp) U / d2
< br> Iф = qG ((n / tn + (p / tp) U / d2

Физический смысл коэффициента усилениясостоит в том, что, образованная светом неуравновешенных проводимость в полупроводнике сохраняется до тех пор, пока не рекомбинуються в объеме не выйдут из него через контакты во внешнюю цепь остаточные носители. Поскольку электроны и дырки имеют разные подвижности, то при достаточно больших напряжениях электрического поля (когда время пролета электрона черезобразец будет меньше времени жизни) за время до рекомбинации электронно-дырочной пары от контакта к контакту пройдет электронов больше, чем один. Если время жизни и подвижность не зависят от поля, то фототок должен линейно возрастать с увеличением приложенного напряжения или уменьшением расстояния между контактами. Такая зависимость будет сохраняться до тех пор, пока времяпролета дырок не уменьшится до времени жизни. После этого фототок перестает расти, так как эффективное время жизни неуравновешенных электронно-дырочной пары начинает спадать пропорционально приложенного электрического поля, что компенсирует увеличение скорости их движения. В этой области смещений быстродействие увеличивается. Нелинейная зависимость фототока может быть связанас возникновением объемного заряда в полупроводнике с зависимостью от электрического поля подвижности и времени жизни носителей вследствие их «разогрева», то есть увеличение скорости выше тепловой при данной температуре.

Для собственного поглощения в области малых смещений при равномерной по об ’объема генерации электронно-дырочных пар изменение неуравновешенных проводимостиопределяется уравнением:

d (ф / dt = q ((n + (p) G — (ф / (ф,

где (ф = ((n (n + (p ( p) ((n (n / (n + (p (p / (p) −1

Это время релаксации фотопроводимости (время жизни неуравновешенных проводимости) и определяет темп затухания неуравновешенных проводимости (ф.

В стационарном состоянии (d (ф / dt = 0) фотопроводимость:

(ФСТ = q ((n + (p) G (ф

Видно,что чем выше (ф, тем больше фотопроводимость, но и большее время установления стационарного состояния, то есть большая инерционность фотоприемных прибора и меньшая полоса пропускания (f. Качество фотоприемника оценивается его добротностью

Q = kф (f
< br> Для каждого типа фотоприемника с линейным механизмом усиления фототока его добротность является величинапостоянная. Выигрыш в коэффициенте усиления сопровождается пропорциональным уменьшением полосы пропускания и наоборот.

ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ Фотоприемник

ХАРАКТЕРИСТИКИ Фотоприемник

Фотоприемники являются приборами, реагирующими на поток излучения.

Вольт-амперная характеристика отражает зависимость тока, проходящего в цепифотоприемника, от напряжения на нем. Световой (общий) ток I = IТ + ИФ где ИТ — ток в отсутствие освещения; ИФ — фототок.

Спектральная характеристика определяет реакцию фотоприемника на воздействие излучения с различной длиной волны. Она определяет спектральную область применения приемника, а также его спектральную и интегральную чувствительности.Энергетическая (световая) характеристика отражает зависимость фотовиддачи от интенсивности возбуждающего потока излучения (ампер-ваттная, вольт-ваттная, люкс-амперная характеристики).

Энергетической характеристикой называют также зависимость интегральной или спектральной чувствительности приемника от интенсивности засветки.

Температурные характеристикиопределяют зависимость ряда параметров (темновой ток, темновое сопротивление, чувствительность и др.). от температуры окружающей среды. При этом оговариваются значения основных параметров в крайних точках рабочего диапазона при рабочем напряжении питания фотоприемника. Температурный коэффициент фототока (ТК) определяется отношением

ТК = [(И2 — И1)/ И1 (Т2 — Т1)] 100%,

где И1 и И2 — световой ток при температуре Т1 и Т2 соответственно.

Предельные характеристики описывают способность фотоприемника реагировать на световые сигналы слабой интенсивности. В значительной степени эти характеристики определяются собственными шумами прибора, является флуктуацией тока, проходящего через него при отсутствии засветкиили при воздействии немодулированного светового потока.

к этому типу шумов относят и генерационно-рекомбинационных шум.

Радиационный шум обусловлен случайными флуктуациями потока излучения. Спектр мощности радиационного (фотонного) шума имеет постоянную амплитуду, слабо зависит от частоты.

Страница: [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7]

версия для печати