Рассмотрим общие характеристики фотодиодов.
Квантовая эффективность, как уже говорилось выше, представляет собой число фотогенерированных электронно-дырочных пар, отнесённое к числу падающих фотонов и равна
, (1.1.33)
где - фототок, обусловленный поглощением падающего оптического излучения с мощностью и длиной волны, соответствующей энергии .
Сравнительным критерием качества является чувствительность, которая определяется как отношение фототока к оптической мощности
. (1.1.34)
Таким образом, для данной квантовой эффективности чувствительность линейно растёт с ростом длины волны. Для идеального фотодиода, при чувствительность равна
(А/Вт), (1.1.35)
где длина волны выражена в микрометрах.
Скорость фотоответа ограничивается тремя факторами: диффузией носителей, временем дрейфа через обедненную область, и емкостью обедненной области. Носители, генерированные за пределами обедненной области, должны диффундировать к переходу, что существенно увеличит время задержки. Чтобы уменьшить влияние диффузии, необходимо формировать переход вблизи поверхности. Основная часть излучения поглощается в том случае, когда обедненная область достаточно широка. При достаточно высоких обратных смещениях дрейф носителя осуществляется со скоростью насыщения. Обедненный слой, однако, не должен быть слишком широким, иначе время переноса будет ограничивать скорость фотоответа. Кроме того, он не должен быть слишком узким, иначе за счет большой емкости будет велика постоянная времени ( -сопротивление нагрузки). Оптимальной шириной обедненного слоя считается такая ширина, при которой время переноса равно примерно половине периода модуляции излучения. Например, для частоты модуляции, равной 10 ГГц, оптимальная ширина обеднённого слоя в кремнии составляет ~5мкм.
Дата добавления: 2015-01-09; просмотров: 790;