Главная Обратная связь Поможем написать вашу работу!

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Спектральные характеристики фотоприёмников



В связи с появлением в последнее время когерентных источников различных типов в области длин волн от 0,4 до 1,153 мкм знание монохроматической чувствительности приборов в этом интервале длин волн представляет особый интерес. Зависимость монохромати­ческой чувствительности от длины волны излучения представляет собой спектральную характеристику ФП. Знание спектральной харак­теристики важно не только для оценки работы ФП с когерентными источниками, но также и с некогерентными источниками (светодиоды, лампы накаливания), спектральный состав излучения которых известен. Выражение для спектральной характеристики реального ФП можно записать в виде


 

гдеIф — фототок; Е — энергия при длине волны R — коэффициент отражения от поверхности ФП; Q — коэффициент собирания; β — квантовый выход; N —число фотонов, приходящихся на единицу световой энергии. Полагая β=1, можно получить:


 

Спектральная характеристика идеального ФП представляет со­бой треугольник (рис. 8, кривая), внутрь которого вписываются все экспериментальные кривые. Вид спектральной характери­стики реального ФП определя­ется в основном зависимостью коэффициента собирания ФП от длины волны. Kоэффициент собирания опре­деляется структурой ФП, а так­же такими параметрами полу­проводникового материала, как диффузионные длины неоснов­ных носителей, коэффициент поглощения света, ширина за­прещенной зоны,1 полупроводни­ка. Используя для изготовле­ния ФП полупроводниковые материалы с различной шири­ной запрещенной зоны, можно изменять область длин волн, в которой работает ФП

Для широкозонных полупроводников (с большой шириной за­прещенной зоны), например GaAs, спектральная характеристика сме­щается в сторону более коротких длин волн, так как для создания электронно-дырочных пар, а следовательно, фототока необходимы фотоны света с большей энергией (коротковолновое излучение). Для полупроводников с малой шириной запрещенной зоны, например Ge, спектральная характеристика сдвинута в длинноволновую область и λmax= 1,55 мкм (рис. 8, кривая 2). В указанных полу­проводниках электронно-дырочные пары могут возникать под дей­ствием фотонов с меньшей энергией (длинноволновое излучение).



Большое влияние на вид спектральной характеристики и поло­жение максимума оказывает зависимость коэффициента поглощения света от длины волны. Для полупроводников с резкой зависимостью коэффициента поглощения от длины волны, например Ge, максимум спектральной характеристики для различных типов приборов имеет место, как правило, при одной и той же длине волны света неза­висимо от технологии. Для полупроводников с менее резкой зави­симостью коэффициента поглощения, например Si, максимум спект­ральной характеристики в зависимости от конструкции ФП и ис­пользуемой технологии может изменяться в широком диапазоне от коротких длин волн (примерно 0,6 мкм) вплоть до края собствен­ного поглощения (примерно 1,1 мкм).

 

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФОТОПРИЕМНИКОВ

Изменение спектральных характеристик ФП от температуры, в основном, обусловлено температурной зависимостью коэффициен­та собирания. Последняя в свою очередь определяется температур­ными изменениями коэффициента поглощения света, ширины запре­щенной зоны полупроводника, диффузионной длины неосновных но­сителей. а для некоторых типов ФП— изменениями ширины области объемного заряда и режимом работы прибора. С увеличением тем­пературы ширина запрещенной зоны полупроводника уменьшается и условия образования электронно-дырочных пар фотонами с мень­шей энергией облегчаются, т. е. край собственного поглощения по­




 

лупроводника смещается в длинноволновую область спектра. С пони­жением температуры ширина запрещенной зоны увеличивается, для ее преодоления и создании пар электрон — дырка требуются фотоны с большей энергией, а следовательно, край собственного поглощения полупроводника смещается « коротковолновую область. В связи с -этим спектральная характеристика ФП с понижением температу­ры смещается в сторону коротких длин ноли, с повышением тем­пературы — в длинноволновую область.


Просмотров 1815

Эта страница нарушает авторские права




allrefrs.ru - 2021 год. Все права принадлежат их авторам!