光電二極管的速度(帶寬)通常受到電氣參數(shù)(電容和外部電阻)或內(nèi)部效應的限制,如耗竭區(qū)的載流子傳輸時間。(在某些情況下,耗盡區(qū)外產(chǎn)生的載流子的相對緩慢的擴散限制了帶寬)。幾十千兆赫的帶寬通常是通過小的有源區(qū)(直徑遠低于1毫米)和小的吸收體積實現(xiàn)的。這種小面積的有源器件仍然是實用的,特別是對于光纖耦合器件,但它們將可實現(xiàn)的光電流限制在1毫安或更少,對應的光功率為≈2毫瓦或更少。更高的光電流實際上對抑制射出噪聲和熱噪聲是可取的。(更高的光電流在值上會增加射出噪聲,但相對于信號來說會減少它)。較大的有源區(qū)(直徑可達1厘米)允許處理較大的光束和更高的光電流,但代價是速度較低。高帶寬(幾十千兆赫)和高光電流(幾十毫安培)的組合是在速度匹配的光電探測器中實現(xiàn)的,它包含幾個小面積的光電探測器,它們與光波導弱耦合并將其光電流輸送到一個共同的射頻波導結(jié)構(gòu)中。四川紫外光電生產(chǎn)廠家推薦成都意科科技有限責任公司。納安光電定制
光電耦合器按作用方式可分為兩類:一類是通過對發(fā)射光和接受光的作用來實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換;另一類的作用是直接把電能轉(zhuǎn)換成光了(稱為全向開關(guān))。(1) 半導體光電轉(zhuǎn)換器:包括紅外探測器及相應的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)。紅外線探測器用來感受周圍環(huán)境的熱量,并將此信息轉(zhuǎn)化為相應頻率的無線電波發(fā)送出去;調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)則是根據(jù)所收到的無線電臺發(fā)出的指令來進行解碼還原成原來的文字內(nèi)容再傳送給使用者。(2) 全方向性發(fā)射器/收發(fā)兩用器:這是一種集成的多功能儀器,它可以發(fā)出可見光也可吸收不可見的紫外線或其他射線并將其轉(zhuǎn)化成可利用的能源。深圳小信號光電接收管重慶高精度光電生產(chǎn)廠家推薦成都意科科技有限責任公司。
為了在千兆赫茲區(qū)域獲得特別高的檢測帶寬,需要使用先進的光電二極管設(shè)計。例如,一些器件在薄的吸收部分周圍包含一個光學諧振器。通過這種方式,人們可以實現(xiàn)有效的吸收,從而獲得高的量子效率,盡管本征區(qū)的厚度相當小,這是為減少漂移時間所選擇的。所謂的波導光電二極管包含一個光波導,它將光沿著其路徑限制在吸收區(qū)。然后,該區(qū)域可以再次非常薄,盡管如此,人們可以在很短的長度內(nèi)獲得有效的吸收。通過限度地減少有源區(qū)的長度,我們也可以限度地減少電容量,并達到一個非常高的帶寬。在某些情況下,電極結(jié)構(gòu)被制作成形成一個電波導,其中電波可以與光波導中的光波平行傳播。這種行波光電二極管的帶寬可以達到遠遠超過100GHz。
影響光電二極管系統(tǒng)的主要非理想情況稱為暗電流,因為即使沒有照明,電流也會流過光電二極管。流過二極管的總電流是暗電流和光電流的總和。如果這些強度產(chǎn)生的光電流大小與暗電流的大小相似,則暗電流將限制系統(tǒng)準確測量低光強度的能力。這種運算放大器電路稱為跨阻放大器 (TIA)。它專門用于將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號,電流電壓比由反饋電阻RF的值決定。運算放大器的同相輸入端接地,如果我們應用虛擬短路假設(shè),我們知道反相輸入端將始終處于大約 0 V。因此,光電二極管的陰極和陽極都保持在 0 V。我不相信“光伏”是這種基于運算放大器的實現(xiàn)的完全準確的名稱。我不認為光電二極管的功能類似于通過光伏效應產(chǎn)生電壓的太陽能電池。但是“光伏”是公認的術(shù)語,不管我喜不喜歡?!傲闫媚J健备?,我認為,因為我們可以在光伏或光電導模式下使用相同的 TIA 和光電二極管,因此沒有反向偏置電壓是顯著的區(qū)別因素。成都跨阻光電生產(chǎn)廠家推薦成都意科科技有限責任公司。
光電二極管是經(jīng)常使用的光電探測器,它在很大程度上已經(jīng)取代了以前使用的真空光管。它們是含有p-n結(jié)的半導體器件,通常在n層和p層之間還有一個內(nèi)在(未摻雜)層。具有內(nèi)在層的器件被稱為p-i-n或PIN光電二極管。在耗盡區(qū)或本征區(qū)吸收的光會產(chǎn)生電子-空穴對,其中大部分有助于產(chǎn)生光電流。在很寬的光功率范圍內(nèi),光電流可以相當精確地與吸收(或入射)的光強度成正比。人們在n摻雜區(qū)和p摻雜區(qū)之間有一個固有的區(qū)域,大部分的電載流子在這里產(chǎn)生。通過電接觸(陽極和陰極),可以獲得產(chǎn)生的光電流。陽極可以有一個環(huán)形,這樣光就可以通過孔注入。一個大的活性區(qū)域可以通過一個相應的大環(huán)來獲得,但這往往會增加電容,從而降低檢測帶寬,并增加暗電流;另外,如果產(chǎn)生的載流子離電極太遠,效率可能會下降。成都可見光光電生產(chǎn)廠家推薦成都意科科技有限責任公司。成都低速光電模塊
深圳交流光電生產(chǎn)廠家推薦成都意科科技有限責任公司。納安光電定制
光電二極管的應用光通信:光電二極管是光通信中的器件之一。在光通信系統(tǒng)中,光電二極管可以將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,實現(xiàn)光信號的檢測和放大,從而實現(xiàn)光通信的數(shù)據(jù)傳輸。光電子學:光電二極管也廣泛應用于光電子學領(lǐng)域。例如光電倍增管、光電二極管陣列等,可以用于光譜分析、激光測距、光學成像等領(lǐng)域。光電檢測:光電二極管也可以用于光電檢測領(lǐng)域。例如氣體檢測、光電傳感器等,可以通過光電二極管對光線進行檢測和測量,實現(xiàn)對目標物質(zhì)的識別和測量。照明:光電二極管還可以應用于照明領(lǐng)域。例如太陽能電池板、LED燈等,可以通過光電二極管將光能轉(zhuǎn)化為電能或者光源。從以上了解到,光電二極管具有高靈敏度、高速度、低噪聲等優(yōu)點,廣泛應用于光通信、光電子學、光譜分析等領(lǐng)域。納安光電定制