华中科技大学《光电探测》4光电导探测器

光电探测器中光电导增益原理
光电探测器中光电导增益的原理是基于光电导效应。

当光照射在光电导材料上时，光子与材料中的电子相互作用，使电子从束缚态跃迁到自由态，形成非平衡载流子（即光生载流子）。

这些光生载流子在电场的作用下定向移动，形成光电流。

具体来说，光电导型光电探测器由半导体材料和欧姆接触电极构成。

当半导体吸收光子后，产生自由载流子，这些载流子在电场的作用下移动，从而在电极之间产生电势差或电压。

这个电压的大小与入射光的强度成正比，因此实现了光信号到电信号的转换。

在这个过程中，少数载流子的寿命决定了光电导增益的大小。

少数载流子寿命越长，能够产生的光电流越大，增益越高。

但同时，响应速度也会降低。

因此，需要在光电导增益和响应速度之间进行权衡。

以上信息仅供参考，建议查阅关于光电导增益的专业书籍或者咨询专业人士获取更多信息。

关于光电导探测器的调查报告1.工作原理和特性利用半导体材料的光电导效应制成的一种光探测器件。

所谓光电导效应，是指由辐射引起被照射材料电导率改变的一种物理现象。

光电导探测器在军事和国民经济的各个领域有广泛用途。

在可见光或近红外波段主要用于射线测量和探测、工业自动控制、光度计量等；在红外波段主要用于导弹制导、红外热成像、红外遥感等方面。

光电导体的另一应用是用它做摄像管靶面。

为了避免光生载流子扩散引起图像模糊，连续薄膜靶面都用高阻多晶材料,如PbS-PbO、Sb2S3等。

其他材料可采取镶嵌靶面的方法，整个靶面由约10万个单独探测器组成。

光电导效应是内光电效应的一种。

当照射的光子能量hv等于或大于半导体的禁带宽度Eg时，光子能够将价带中的电子激发到导带，从而产生导电的电子、空穴对,这就是本征光电导效应。

这里h是普朗克常数，v是光子频率,Eg是材料的禁带宽度（单位为电子伏）。

因此，本征光电导体的响应长波限λc为λc=hc/Eg=1.24/Eg(μm)式中c为光速。

本征光电导材料的长波限受禁带宽度的限制。

在60年代初以前还没有研制出适用的窄禁带宽度的半导体材料，因而人们利用非本征光电导效应。

Ge、Si等材料的禁带中存在各种深度的杂质能级，照射的光子能量只要等于或大于杂质能级的离化能，就能够产生光生自由电子或自由空穴。

非本征光电导体的响应长波限λ由下式求得λc＝1.24/E i式中Ei代表杂质能级的离化能。

到60年代中后期，Hg1-xCdxTe、PbxSn1-xTe、PbxSn1-xSe 等三元系半导体材料研制成功,并进入实用阶段。

它们的禁带宽度随组分x值而改变，它与工作在同样波段的Ge：Hg探测器相比有如下优点：①工作温度高（高于77K），使用方便,而Ge:Hg工作温度为38K。

②本征吸收系数大,样品尺寸小。

③易于制造多元器件。

2.常用的光电导探测器材料在射线和可见光波段有：CdS、CdSe、CdTe、Si、Ge等;在近红外波段有：PbS、PbSe、InSb、Hg0.75Cd0.25Te等;在长于8微米波段有:Hg1-xCdxTe、PbxSn1-x、Te、Si掺杂、Ge掺杂等；CdS、CdSe、PbS等材料可以由多晶薄膜形式制成光电导探测器。

光电导探测器的工作原理小伙伴，今天咱们来唠唠光电导探测器这个超有趣的东西。

光电导探测器呢，就像是一个特别敏感的小卫士，专门感知光的世界。

你知道吗？它的工作原理其实还挺好玩的。

在光电导探测器里呀，有一些特殊的材料。

这些材料就像是一群乖巧又有点小脾气的小精灵。

平常呢，它们内部的电子就像是在自己的小家里休息，秩序井然。

但是一旦有光照射过来，就像是一场热闹的派对开始了。

光可是带着能量来的哦，这个能量就像一把神奇的钥匙。

当光照射到这些材料上的时候，它就把那些原本被束缚着的电子给解放出来了。

就好比把在小屋里睡觉的小精灵给唤醒，然后让它们可以自由地跑来跑去啦。

你看，原本这些材料的导电性是有一定规律的。

可是随着光的到来，那些被解放的电子就开始在材料里横冲直撞，这就使得材料的导电性发生了变化。

这就好像是原本平静的小街道，突然多了好多跑来跑去的小动物，一下子变得热闹非凡，而且道路也变得更“通畅”了，电流通过就更容易了。

而且哦，这个光电导探测器特别聪明呢。

它能根据光的强弱来改变自己的导电性。

光强的时候，就有更多的电子被解放出来，导电性就变得更强；光弱的时候呢，被解放的电子少一些，导电性的变化也就小一点。

就像是它能根据派对的热闹程度来调整自己的状态一样。

这种根据光改变导电性的特性，让光电导探测器有了好多厉害的用途。

比如说在一些自动感应的灯里，当周围环境暗下来，光变弱了，光电导探测器就会察觉到，然后给电路一个信号，灯就亮起来啦。

就像它在黑暗中悄悄说：“太暗啦，该开灯啦。

”而在一些安防设备里，它也能发挥大作用。

如果有可疑的光线变化，它也能及时发现，就像一个警惕的小眼睛，守护着周围的安全。

光电导探测器还有一个很有趣的地方呢。

它就像一个小小的桥梁，连接着光的世界和电的世界。

光带来的信息通过它转化成了电信号，这样我们就能用各种电子设备来处理这些信息啦。

比如说在相机里，光电导探测器可以把光线的信息转化成电信号，然后经过处理，就变成了我们看到的美丽照片。

光电探测器综述摘要：近年来，围绕着光电系统开展了各种关键技术研究，以实现具有高集成度、高性能、低功耗和低成本的光电探测器（Photodetecto）及光电集成电路（OEIC）已成为新的重大挑战。

尤其是具有高响应速度，高量子效率和低暗电流的高性能光电探测器，不仅是光通信技术发展的需要，也是实现硅基光电集成的需要，具有很高的研究价值。

本文综述了近十年来光电探测器在不同特性方向的研究进展及未来几年的发展方向，对其的结构、相关工艺和制造的研究具有很重要的现实意义。

关键词：光电探测器，Si ,CMOSAbstrac t: In recent years, around the photoelectric system to carry out the study of all kinds of key technologies, in order to realize high integration, highperformance, low power consumption and low cost of photoelectric detector(Photodetector) and optoelectronic integrated circuit (OEIC) has become amajor new challenge. Especially high response speed ，high quantumefficiency, and low dark current high-performance photodetector, is not onlythe needs for development of optical communication technology, but alsorealize the needs for silicon-based optoelectronic integrated,has the very highresearch value. This paper reviews the development of different characteristics andresults of photodetector for the past decade, and discusses the photodetector developmentdirection in the next few years,the study of high performance photoelectric detector,the structure, and related technology, manufacturing, has very importantpractical significance.Key Word: photodetector, Si ,CMOS一、光电探测器1.1 概念光电探测器在光通信系统中实现将光转变成电的作用，这主要是基于半导体材料的光生伏特效应，所谓的光生伏特效应是指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。

光电导探测器的原理光电导探测器是一种常见的光电转换器件，能够将光信号转化为电信号。

它广泛应用于光通信、光电子设备和光测量等领域。

本文将从光电导探测器的原理出发，详细介绍其工作原理、分类以及应用。

光电导探测器的工作原理基于光电效应，即光照射到物质上会产生电子-空穴对。

在光电导探测器中，一般采用半导体材料作为光电转换元件。

当光照射到半导体材料上时，光子能量将被传递给半导体中的电子，使其从价带跃迁到导带，形成电子-空穴对。

光电导探测器通常由光电导层、电极和支撑结构组成。

光电导层是光电转换的关键部分，一般采用具有高载流子迁移率的半导体材料，如硅(Si)或锗(Ge)。

当光照射到光电导层上时，光子能量将激发光电导层中的电子，使其跃迁到导带，形成电流。

电极用于收集电流信号，一般采用金属材料。

支撑结构则用于固定光电导层和电极，保证其稳定性和可靠性。

根据光电导层的材料和结构不同，光电导探测器可以分为多种类型。

常见的光电导探测器包括PIN型光电导探测器、APD型光电导探测器和光电二极管。

PIN型光电导探测器是最常见的一种光电导探测器。

它由P型半导体、N型半导体和中间的Intrinsic层组成。

当光照射到Intrinsic层时，产生的电子-空穴对将在电场作用下被分离，从而产生电流。

PIN型光电导探测器具有宽波长响应范围、低噪声和高速响应等优点，广泛应用于光通信和光测量领域。

APD型光电导探测器是一种增强型光电导探测器，通过引入雪崩效应来增强光电转换效率。

APD型光电导探测器在Intrinsic层中引入高场区，当光照射到高场区时，电子-空穴对将在电场作用下进行雪崩增强，从而产生更大的电流。

APD型光电导探测器具有高增益、高灵敏度和高速响应等优点，广泛应用于低光水平检测和光通信领域。

光电二极管是一种简单的光电导探测器，由P型半导体和N型半导体构成。

当光照射到光电二极管时，产生的电子-空穴对将在PN结处被分离，形成电流。

光电二极管具有简单的结构和快速的响应速度，广泛应用于光电子设备和光测量领域。