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雪崩型硅光电二极管( APD)

发布时间:2015/5/5 19:52:46 访问次数:1247


   雪崩型光电二极管是一种具有内增益的半导体光敏器件。处于反向偏置的P-N结,AD7150BRMZ势垒区内有很强的电场,当光照射到P-N结上时,便产生了光生载流子,光生载流子在这个强电场作用下,将加速运动。光生载流子在运动过程中,可能碰撞其他原子而产生大量新的二次电子一空穴对。它们在运动过程中也获得足够大的动能,又碰撞出大量新的二次电子一空穴对。这样下去像雪崩一样迅速地碰撞出大量电子和空穴,形成强大的电流,便形成倍增效果。

   由于雪崩光电二极管需外加近百伏的反向偏压,这就要求材料掺杂均匀,并在N+与P(或P+与N)区间扩散,轻掺杂N(对P+与N之间扩散P层)层作为保护环,使N+P结区变宽,呈现高阻区,可以减少表面漏电流,防止N+P结的边缘局部过早击穿,如图4- 27(a)、(b)所示,或在P型衬底和重掺杂N+之间生成厚几百微米的奉征层I,可使雪崩管耐高的反向偏压,如图4 -27(c)所示。

   图4 -28是雪崩光电二极管的倍增电流、噪声与外加偏压的关系曲线。从图上可以看出:在偏置电压较低时的A点以左不发生雪崩过程;随着偏压的逐渐升高,倍增电流也逐渐增加,从曰点到c点增加很快,属于雪崩倍增区;偏压再继续增大,将发生雪崩击穿,同时噪声也显著增加,如图中c点以右的区域。因此,最佳的偏压工作区是G点以左,否则进入雪崩击穿而烧毁管子。

    


   雪崩型光电二极管是一种具有内增益的半导体光敏器件。处于反向偏置的P-N结,AD7150BRMZ势垒区内有很强的电场,当光照射到P-N结上时,便产生了光生载流子,光生载流子在这个强电场作用下,将加速运动。光生载流子在运动过程中,可能碰撞其他原子而产生大量新的二次电子一空穴对。它们在运动过程中也获得足够大的动能,又碰撞出大量新的二次电子一空穴对。这样下去像雪崩一样迅速地碰撞出大量电子和空穴,形成强大的电流,便形成倍增效果。

   由于雪崩光电二极管需外加近百伏的反向偏压,这就要求材料掺杂均匀,并在N+与P(或P+与N)区间扩散,轻掺杂N(对P+与N之间扩散P层)层作为保护环,使N+P结区变宽,呈现高阻区,可以减少表面漏电流,防止N+P结的边缘局部过早击穿,如图4- 27(a)、(b)所示,或在P型衬底和重掺杂N+之间生成厚几百微米的奉征层I,可使雪崩管耐高的反向偏压,如图4 -27(c)所示。

   图4 -28是雪崩光电二极管的倍增电流、噪声与外加偏压的关系曲线。从图上可以看出:在偏置电压较低时的A点以左不发生雪崩过程;随着偏压的逐渐升高,倍增电流也逐渐增加,从曰点到c点增加很快,属于雪崩倍增区;偏压再继续增大,将发生雪崩击穿,同时噪声也显著增加,如图中c点以右的区域。因此,最佳的偏压工作区是G点以左,否则进入雪崩击穿而烧毁管子。

    

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