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3.噪声
噪声是反映光电二极管特性的一个重要参数, 它直接影响光接收机的灵敏度
光电二极管的噪声:包括散粒噪声和热噪声。 噪声通常用均方噪声电流(在1Ω负载上消耗
的噪声功率)来描述。
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(1)散粒噪声: 是由于带电粒子产生和运动 的随机性而引起的一种具有均匀频谱的白 噪声。
包括:量子噪声、暗电流噪声、漏电流噪声 量子噪声: 是由于光电子产生和收集的统
▪ Si材料制作的PIN光电二极管, c≈1.06um ▪ Ge材料制作的PIN光电二极管, c≈1. 6um
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※ 入射光波长太短时,光变电的转化效率也会大 大下降。
原因:当入射光波长很短 时, 材料的吸收系数变得 很大, 结果使大量的入射 光子在光电二极管的表 面层(如P区)就被吸收。
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光电二极管的表面层往往存在一个零电场的区域, 当电子-空穴对在表面层(如P区)里产生时, 少数载流 子首先要扩散到耗尽层, 然后才能被外电路收集。
层的厚度 w要足够大。
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2.暗电流
暗电流Id: 是在反向偏压条件下,没有入射 光时,光电二极管产生的反向电流。
包括: 晶体材料表面缺陷形成的泄漏电流和 载流子热扩散形成的本征暗电流。
暗电流与光电二极管的材料和结构有关 例如: Si材料的PIN,Id<1nA;Ge材料的 PIN,Id>100 nA。
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注意:如果入射光子的能量小于 E g 时,不 论入射光有多么强,光电效应也不会发生。 即光电效应必须满足条件
hf Eg
或
hc Eg
式中:c是真空中的光速;是入射光的波长;
h是普朗克常量;E
是材料的禁带宽度。
g
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二. 光电二极管的波长响应