矽光電(dian)探測(ce)器的(de)分(fen)類

　　矽光電(dian)探測(ce)器是壹(yi)種(zhong)基於(yu)矽材(cai)料的光(guang)電(dian)轉(zhuan)換器(qi)件，其核心原理是利(li)用(yong)矽的光(guang)電效(xiao)應(ying)將(jiang)光(guang)信號(hao)轉(zhuan)化(hua)為電(dian)信號(hao)。
 

　　工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)：
 

　　光(guang)吸收：當光線(xian)照射到(dao)矽光電(dian)探測(ce)器上(shang)時(shi)，光子(zi)能量被矽材(cai)料吸收。
 

　　電(dian)子(zi)激發(fa)：吸收的(de)光(guang)能將(jiang)矽中(zhong)的電(dian)子激發(fa)到(dao)能帶中(zhong)的導(dao)帶，形成電子(zi)空(kong)穴對(dui)。
 

　　載流(liu)子(zi)分(fen)離：由於矽具有(you)半導(dao)體(ti)特性，電子(zi)和空(kong)穴會在(zai)外(wai)加(jia)電場(chang)的作(zuo)用下被分(fen)離開(kai)來(lai)。
 

　　電(dian)流(liu)產(chan)生(sheng)：分(fen)離的電(dian)子(zi)和空(kong)穴在(zai)電(dian)場(chang)的作(zuo)用下沿(yan)著(zhe)導(dao)體(ti)形成電流(liu)，通(tong)過連接至(zhi)外部(bu)電路的電極，可以(yi)測(ce)量到由光電轉換過程(cheng)產(chan)生(sheng)的(de)電流信號(hao)。
 

　　矽光電(dian)探測(ce)器根據(ju)結構(gou)和工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)的(de)不同(tong)，主(zhu)要(yao)分(fen)為以(yi)下幾(ji)種(zhong)類型(xing)：
 

　　光電(dian)導(dao)探測(ce)器：利(li)用(yong)半導(dao)體(ti)材(cai)料的光(guang)電(dian)導(dao)效(xiao)應(ying)制(zhi)成。當電壓穿過探(tan)測(ce)器時(shi)，入(ru)射光(guang)子產(chan)生(sheng)載流(liu)子(zi)，並(bing)被施加(jia)的電場(chang)掃過並(bing)傳到器(qi)件的終端(duan)。金屬(shu)-半導(dao)體(ti)-金屬(shu)(MSM)探測(ce)器是光(guang)電導(dao)探測(ce)器中(zhong)的壹(yi)種(zhong)結構(gou)，具有(you)低電(dian)容(rong)特(te)性，傳輸(shu)速度很(hen)快，高達300GHz。
 

　　PIN探(tan)測(ce)器：是矽光目前應用(yong)最(zui)多的(de)結構(gou)。探測(ce)器的(de)壹側是p型(xing)(Positive)，另壹側是n型(xing)(Negative)，P型(xing)和N型(xing)是重(zhong)摻雜(za)，本(ben)征(zheng)區(qu)(Intrinsic)沒(mei)有(you)摻雜(za)或者(zhe)低摻(chan)雜。PIN型(xing)結構(gou)會在(zai)本(ben)征(zheng)區(qu)創(chuang)建(jian)了(le)壹(yi)個(ge)內(nei)建電場(chang)，光在(zai)本(ben)征(zheng)區(qu)域被吸收，產(chan)生(sheng)電(dian)子-空(kong)穴對(dui)，在(zai)電(dian)場(chang)的作(zuo)用下，電子向N區漂(piao)移，空(kong)穴向P區漂(piao)移，從而(er)產(chan)生(sheng)光(guang)電流。PIN探測(ce)器在(zai)0V時(shi)也具有(you)響應(ying)度，但通常(chang)會有(you)再施加(jia)壹個反向偏置電壓，以(yi)最(zui)大(da)限(xian)度地(di)提高響應(ying)度。
 

　　雪(xue)崩(beng)探(tan)測(ce)器(APD)：光(guang)電導(dao)探測(ce)器和(he)PIN探測(ce)器的(de)最(zui)大(da)響(xiang)應(ying)度都(dou)受限於(yu)吸收層材(cai)料的帶隙寬(kuan)度。雪(xue)崩(beng)探(tan)測(ce)器通(tong)過雪(xue)崩(beng)增(zeng)益(yi)提高量子效(xiao)率(lv)，當載流(liu)子(zi)在(zai)高能運(yun)行時(shi)發(fa)生(sheng)碰(peng)撞(zhuang)會產(chan)生(sheng)額(e)外的電子-空(kong)穴對(dui)，該反應不斷發(fa)生(sheng)，導(dao)致所產(chan)生(sheng)的(de)載流(liu)子(zi)數目激增(zeng)。在(zai)雪(xue)崩(beng)光(guang)電探測(ce)器中(zhong)，載流(liu)子(zi)產(chan)生(sheng)的(de)光電流會被雪崩(beng)產(chan)生(sheng)的(de)載流(liu)子(zi)放(fang)大(da)很(hen)多倍。