效应和光磁电效应称为体积光生伏特效应。2.光电二极管结构：光电二极管得核心部分也是一个PN结，和普通二极管相比有很多共同之处，它们都有一个PN结，因此均属于单向导电性的非线性元件。但光电二极管作为一种光电器件，也有它特殊的地方。例如，光电二极管管壳上的一个玻璃窗口能够接收外部的光照；光电二极管PN结势垒区很薄，光生载流子的产生主要在PN结两边的扩散区，光电流主要来自扩散电流而不是漂移电流；又如，为了获得尽可能大的光电流，PN结面积比普通二极管要大得多，而且通常都以扩散层作为受光面，因此，受光面上得电极做的很小。为了提高光电转换能力，PN结的深度较普通二极管浅。图2.1为光电二极管外形图（a）、结构简图（b）、符号（c）和等效电路图（d）)。光+ONP(b)(a)24(c)K(d)图2.1（a）光电二极管外形图、（b）结构简图、（c）符号、（d）等效电路图光电二极管在电路中一般是处于反向工作状态（见图2.2，图中E为反向偏置电压），在没有光照射时，反向电阻很大，反向电流很小（一般小于0.1微安），这个反向电流称为6
6 效应和光磁电效应称为体积光生伏特效应。 2. 光电二极管结构： 光电二极管得核心部分也是一个 PN 结，和普通二极管相比有很多共同之处，它们都 有一个 PN 结，因此均属于单向导电性的非线性元件。但光电二极管作为一种光电器件，也 有它特殊的地方。例如，光电二极管管壳上的一个玻璃窗口能够接收外部的光照；光电二极 管 PN 结势垒区很薄，光生载流子的产生主要在 PN 结两边的扩散区，光电流主要来自扩散 电流而不是漂移电流；又如，为了获得尽可能大的光电流，PN 结面积比普通二极管要大得 多，而且通常都以扩散层作为受光面，因此，受光面上得电极做的很小。为了提高光电转换 能力，PN 结的深度较普通二极管浅。图 2.1 为光电二极管外形图（a）、结构简图（b）、符 号（c）和等效电路图（d）。 光电二极管在电路中一般是处于反向工作状态（见图 2.2，图中 E 为反向偏置电压）， 在没有光照射时，反向电阻很大，反向电流很小（一般小于 0.1 微安），这个反向电流称为 （a） ＋ － N P （b） 光 (c) + _ p v pi a k (d) 图 2.1（a）光电二极管外形图、（b）结构简图、（c）符号、（d）等效电路图
暗电流；当光照射在PN结上，光子打在PN结附近，使PN结附近产生光生电子和光生空穴对，称为光生载流子。它们在PN结处的内电场作用下作定向运动，形成光电流。光的照度越大，光电流越大。如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号。因此光电二极管在不受光照射时处于截止状态，受光照射时处于导通状态。A R,中E图2.2光电二极管反向工作状态随着光电子技术的发展，光信号在探测灵敏度、光谱响应范围及频率特性等方面的要求越来越高，为此，近年来出现了许多性能优良的光伏探测器，如硅、锗光电二极管、PIN光电二极管、雪崩光电二极管（APD）等。光电二极管目前多采用硅和锗制成，但锗器件暗电流温度系数远大于硅器件，工艺也不如硅器件成熟，虽然它的响应波长大于硅器件，但实际应用尚不及后者广泛。下面着重介绍硅光电二极管的结构。普通PN接硅光电二极管存在表面漏电流，为了减小表面漏电流，在器件的SiO,表面保护层中间扩散一个环形PN结，该环形结称为环极。在有环极的硅光电二极管中，通常有三根引出线：环极、前极和后极。通常环极接电源止极，后极接电源负极，前极通过负载接电源正极，如图2.3。由于环极电位高于前极，在环极形成阻挡层阻止表面漏电流流过，可使得负载的漏电流很小（小于0.05uA）。若不使用环极也可将其断开作为空脚，硅光电二极管的封装可采用平面镜和聚焦透镜作入射窗口。采用凸透镜有聚光作用，有利于提高灵敏度。由于聚焦位置与入射光方向有关，因此能够减小杂散背景光的干扰，但也引起灵敏度随入射光方向而变化。所以在实际使用中入射光的对准是值得注意的问题。采用平面镜作窗口，虽然没有对准问题但要受到背景杂散光的干扰，在具体使用时，视系统的要求而定。偏压后极环极前极7R.图2.3电极连接示意图
7 暗电流；当光照射在 PN 结上，光子打在 PN 结附近，使 PN 结附近产生光生电子和光生空 穴对，称为光生载流子。它们在 PN 结处的内电场作用下作定向运动，形成光电流。光的照 度越大，光电流越大。如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号。因此光电二极管 在不受光照射时处于截止状态，受光照射时处于导通状态。 随着光电子技术的发展，光信号在探测灵敏度、光谱响应范围及频率特性等方面的要 求越来越高，为此，近年来出现了许多性能优良的光伏探测器，如硅、锗光电二极管、PIN 光电二极管、雪崩光电二极管（APD）等。 光电二极管目前多采用硅和锗制成，但锗器件暗电流温度系数远大于硅器件，工艺也 不如硅器件成熟，虽然它的响应波长大于硅器件，但实际应用尚不及后者广泛。下面着重介 绍硅光电二极管的结构。 普通 PN 接硅光电二极管存在表面漏电流，为了减小表面漏电流，在器件的 2 SiO 表面 保护层中间扩散一个环形 PN 结，该环形结称为环极。在有环极的硅光电二极管中，通常有 三根引出线：环极、前极和后极。通常环极接电源正极，后极接电源负极，前极通过负载接 电源正极，如图 2.3。由于环极电位高于前极，在环极形成阻挡层阻止表面漏电流流过，可 使得负载的漏电流很小（小于0.05µA）。若不使用环极也可将其断开作为空脚。 硅光电二极管的封装可采用平面镜和聚焦透镜作入射窗口。采用凸透镜有聚光作用， 有利于提高灵敏度。由于聚焦位置与入射光方向有关，因此能够减小杂散背景光的干扰，但 也引起灵敏度随入射光方向而变化。所以在实际使用中入射光的对准是值得注意的问题。采 用平面镜作窗口，虽然没有对准问题但要受到背景杂散光的干扰，在具体使用时，视系统的 要求而定。 E RL 图 2.2 光电二极管反向工作状态 后极 偏压 前极 环极 RL 图 2.3 电极连接示意图