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光电二极管暗电流温度特性的测量

2017年12月02日 10:11 网络整理 作者: 用户评论(0

  光电二极管又称光敏二极管。制造一般光电二极管的材料几乎全部选用硅或锗的单晶材料。由于硅器件较锗器件暗电流、温度系数都小得多,加之制作硅器件采用的平面工艺使其管芯结构很容易精确控制,因此,硅光电二极管得到了广泛应用。

     光电二极管的结构及原理分析

  光电二极管的结构和普通二极管相似,只是它的PN结装在管壳顶部,光线通过透镜制成的窗口,可以集中照射在PN结上,图1(a)是其结构示意图。光敏二极管在电路中通常处于反向偏置状态,如图1(b)所示。

  光电二极管暗电流温度特性的测量

  PN结加反向电压时,反向电流的大小取决于P区和N区中少数载流子的浓度,无光照时P区中少数载流子(电子)和N区中的少数载流子(空穴)都很少,因此反向电流很小。但是当光照射PN结时,只要光子能量hv大于材料的禁带宽度,就会在PN结及其附近产生光生电子—空穴对,从而使P区和N区少数载流子浓度大大增加。这些载流子的数目,对于多数载流子影响不大,但对P区和N区的少数载流子来说,则会使少数载流子的浓度大大提高,在反向电压(P区接负,N区接正)作用下,反向饱和漏电流大大增加,形成光电流,该光电流随入射光照度的变化而相应变化。光电流通过负载RL时,在电阻两端将得到随人射光变化的电压信号如果入射光的照度改变,光生电子—空穴对的浓度将相应变动,通过外电路的光电流强度也会随之变动,光敏二极管就把光信号转换成了电信号。

  测量光电二极管的暗电流

  测量光电二极管的暗电流,必须在一个不透光的密闭容器中进行,所以作者选择了热电致冷器件作为控温器件,它具有体积小、效率高等优点。要获得光电二极管暗电流的温度特性参数,必须在一个温度范围内每隔$t℃进行恒温控制来测量暗电流。又因为光电二极管暗电流非常小,在10-13~10-12A量级,所以设计关键有两点:

  (1)恒温控制;

  (2)微电流测量。

  本设计用热电致冷器件、温度探测器和一个反馈放大电路构成恒温控制系统,并设计了一个微电流计来精确测量暗电流。

  光电二极管暗电流温度特性的测量

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( 发表人:刘杰 )

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