光電探測(cè)器等效電路模型和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、光電探測(cè)器是光電子技術(shù)的核心部件，建立了光信息與電信號(hào)之間的聯(lián)系，在生活、科研、軍事等方面起著重要的作用。因此對(duì)光電探測(cè)器的研究引起越來(lái)越多的重視。常規(guī)的仿真軟件中沒(méi)有光電子器件的模型，不能對(duì)光電探測(cè)器進(jìn)行定量分析；而 TCAD等光電子器件仿真軟件的應(yīng)用涉及到大量的結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)，應(yīng)用并不廣泛，因此對(duì)光電探測(cè)器的理論研究還不夠充分，本文從 PIN光電二極管出發(fā)進(jìn)行研究，建立了光電探測(cè)器等效電路模型，并且從仿真分析和實(shí)驗(yàn)論證兩個(gè)方面描述了

2、模型的可行性和探測(cè)器的性能。
　　本文首先分析了光電探測(cè)器的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，基于PIN光電二極管內(nèi)部載流子的速率方程、雙極輸運(yùn)方程和邊界條件，通過(guò)等效變換和全局參數(shù)的引入，將各個(gè)部分等效為電學(xué)元件，考慮到寄生參數(shù)和暗電流，建立了PIN光電二極管的等效電路。然后在PSpice軟件中建立電路仿真模型。在建立的PIN光電二極管仿真模型的基礎(chǔ)上通過(guò)電學(xué)仿真軟件對(duì)其性能進(jìn)行了定量的分析。主要包括：PIN光電二極管的I-V特性仿真分析，對(duì)

3、脈沖信號(hào)的響應(yīng)仿真分析，暗電流的仿真分析；另外從時(shí)域和頻域兩個(gè)方面，仿真了本征區(qū)寬度和復(fù)合速度等內(nèi)部關(guān)鍵參數(shù)及寄生電阻電容等寄生參數(shù)對(duì)輸出光電流和頻率帶寬的影響。結(jié)合理論分析驗(yàn)證了模型的可行性。之后通過(guò)相同的方法分別建立了PN結(jié)光電二極管、雪崩光電二極管和光電導(dǎo)的等效電路。除此之外，對(duì)于PN結(jié)光電二極管，從光電流的產(chǎn)生機(jī)理出發(fā)，直接求解各個(gè)區(qū)域產(chǎn)生的光電流成分并相加，介紹了另外一種建立等效電路模型的方法。
　　對(duì)于實(shí)驗(yàn)部分，首先設(shè)