Download - 光电子技术基础与应用 第六章 光电探测技术 第十一、十二讲
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School of Physics and MicroelectronicsScience 2013 04
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1 5.1 5.3 5.2 5.4 5.5 5
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5.4.1 5.4.2 5.4.3 PijklSkl Bij Ts/22
P11, P12
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
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5.4.1 5.4.2 5.4.3 nn k0n0sinmmK0E m
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
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(1) 5.4.1 5.4.2 5.4.3 (2)
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
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5.4.1 5.4.2 5.4.3 dd
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
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1845// 5.5.1 5.5.2 5.5.2
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
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1 2 4 578910
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6.1 6.3 6.2 6.4
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1873SmithMaySeR30% SimensPtSe 1888HallwachsHertz 1909RichtmeyerNa Zworkyn1933 1950Weimer 1970BoyleCCD
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RSNEPD R(f) P Ic P/h t Ic/et e =11. R S NEP D R(f)
6.1 6.2 6.3 6.4
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RVsP
V/W. R S NEP D R(f)
6.1 6.2 6.3 6.4
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SIsP RS R S NEP D R(f)
6.1 6.2 6.3 6.4
- R(S) 0 >0 c
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NEP NEP NEP NEPNEP f VsV Vn V R S NEP D R(f)
6.1 6.2 6.3 6.4
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DNEP D*D D* Adf D*NEPD* R S NEP D R(f)
6.1 6.2 6.3 6.4
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R(f) R S NEP D R(f)
6.1 6.2 6.3 6.4
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II TT T tVIt R S NEP D R(f)
6.1 6.2 6.3 6.4
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6.1 6.3 6.2 6.4
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t t
6.2.1 6.2.2
6.1 6.2 6.3 6.4
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(1) I t 6.2.1 6.2.2
6.1 6.2 6.3 6.4
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(2) =2-1=2-1E1E2cos(t+) I t 6.2.1 6.2.2
6.1 6.2 6.3 6.4
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mses(t) t> t G t 6.2.1 6.2.2 SNR=Pc/Ps
6.1 6.2 6.3 6.4
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I =0 G 6.2.1 6.2.2
6.1 6.2 6.3 6.4
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I G ibI idI Pns, Pnb, Pnd, PnTI Ps PcG I 6.2.1 6.2.2
6.1 6.2 6.3 6.4
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G=1 Pns, Pnb, PndIPnT 6.2.1 6.2.2
6.1 6.2 6.3 6.4
-
6.2.1 6.2.2
6.1 6.2 6.3 6.4
- I E1cos1tE2cos(1+)t(
-
P
6.2.1 6.2.2
6.1 6.2 6.3 6.4
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> NEP S I PsPcG 6.2.1 6.2.2
6.1 6.2 6.3 6.4
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6.1 6.3 6.2 6.4
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6.1 6.2 6.3 6.4
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1 c c E
6.1 6.2 6.3 6.4
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2T TPt, Ni, Au T 3
6.1 6.2 6.3 6.4
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h 6.3.1 6.3.2 6.3.3
6.1 6.2 6.3 6.4
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It ic I S P(t) t SIsP 6.3.1 6.3.2 6.3.3
6.1 6.2 6.3 6.4
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> mvh E =
6.3.1 6.3.2 6.3.3
6.1 6.2 6.3 6.4
-
>ct
6.3.1 6.3.2 6.3.3
6.1 6.2 6.3 6.4
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>90%
nm(>3eV)
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1 = 6.3.1 6.3.2 6.3.3 2 = EF EFEF T=0KEF
6.1 6.2 6.3 6.4
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neUs p pn pI EF EF T=0K 6.3.1 6.3.2 6.3.3
6.1 6.2 6.3 6.4
-
6.1 6.3 6.2 6.4
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R S NEP D R(f) Is P P IcI P/h t Ic/et e VsP VsV Vn V R S NEP D R(f)
6.1 6.2 6.3 6.4
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6.2.1 6.2.2
6.1 6.2 6.3 6.4
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mses(t) t>t G 6.2.1 6.2.2 G=1 NEP
6.1 6.2 6.3 6.4
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> NEP S 6.2.1 6.2.2 I
6.1 6.2 6.3 6.4
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(1) (2) T (3) It 6.3.1 6.3.2 6.3.3 > >90%nm(>3eV) 2=1=
6.1 6.2 6.3 6.4
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1 2 4 578910
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6.1 6.3 6.2 6.4
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(Photoconductive: PC) (Photovoltaic: PV) 100 6.3.1 6.3.2 6.3.3
6.1 6.2 6.3 6.4
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intrinsic semiconductor 0 6.3.1 6.3.2 6.3.3
6.1 6.2 6.3 6.4
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6.3.1 6.3.2 6.3.3
6.1 6.2 6.3 6.4
-
6.3.1 6.3.2 6.3.3
6.1 6.2 6.3 6.4
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d=L/t G=0/dI LdGG10-3103 6.3.1 6.3.2 6.3.3
6.1 6.2 6.3 6.4
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p-npn p-nnp Ip-n 6.3.1 6.3.2 6.3.3 p-n pnnp = p-n
6.1 6.2 6.3 6.4
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Ip p-nI0IpI06.3.1 6.3.2 6.3.3
6.1 6.2 6.3 6.4
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InpLppeLe, L=Lp+Le>p-nLIp-n UocIscp-nI p-nI 6.3.1 6.3.2 6.3.3
6.1 6.2 6.3 6.4
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Uocp-n(I=0)pn 6.3.1 6.3.2 6.3.3 Iscp-n(U=0)p E
6.1 6.2 6.3 6.4
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TI 6.3.1 6.3.2 6.3.3
6.1 6.2 6.3 6.4
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M V/ T 6.3.1 6.3.2 6.3.3 p n
6.1 6.2 6.3 6.4
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ULV RM RR ms 6.3.1 6.3.2 6.3.3
6.1 6.2 6.3 6.4
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T Tc T 6.3.1 6.3.2 6.3.3
6.1 6.2 6.3 6.4
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T >1/ 6.3.1 6.3.2 6.3.3 T T1~1000sT
6.1 6.2 6.3 6.4
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Ps I IIII PsTI(Q=0) 6.3.1 6.3.2 6.3.3
6.1 6.2 6.3 6.4
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6.1 6.3 6.2 6.4
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6.4.1 6.4.2
6.1 6.2 6.3 6.4
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6.4.1 6.4.2
6.1 6.2 6.3 6.4
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6-1 6.4.1 6.4.2 6-1
6.1 6.2 6.3 6.4
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6-9 6-1 6-9 6.4.1 6.4.2
6.1 6.2 6.3 6.4
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6.4.1 6.4.2 G
6.1 6.2 6.3 6.4
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R CdS CdTe PbS InSb GaS Ge:Cu Ge:Au 6.4.1 6.4.2
6.1 6.2 6.3 6.4
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6-2 6.4.1 6.4.2
6.1 6.2 6.3 6.4
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CdS, CdTe6.4.1 6.4.2 103~104t 50msPbSR 1~3.4m 2mt 200sV
6.1 6.2 6.3 6.4
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Si(0.3~1.1m) Ge(1.0~1.7m) InGaAsPInGaSbP 6.4.1 6.4.2 p-n(PD) p-nI (APD) APDT p-np-np-i-n p-np-i-n
6.1 6.2 6.3 6.4
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p-n-pn-p-n V t 6.4.1 6.4.2 (>70%)(>10GHz) p-n Si, GaAs, AlSb-p-n CdS CdTep-n
6.1 6.2 6.3 6.4
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/ TI 6.4.1 6.4.2 / NEP10-11W10-9W
6.1 6.2 6.3 6.4
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6.4.1 6.4.2 /
6.1 6.2 6.3 6.4
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I10-19W 6.4.1 6.4.2 A CDA CI D100V
6.1 6.2 6.3 6.4
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g=5, N=9, G2106. gV 0~102MHz >103MHz CD1 D1ID2D3 gDNIG 6.4.1 6.4.2
6.1 6.2 6.3 6.4
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Si 6.4.1 6.4.2 SiGe IT Si 0.4~1.1m 0.9m >50%0.4A/W
6.1 6.2 6.3 6.4
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SipnPINSi 6.4.1 6.4.2 PINSiSip+t t 1010s10pF pp-n V II
6.1 6.2 6.3 6.4
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E(t)=Es(1+mcosmt)eit TeTPB CdCdNEP 6.4.1 6.4.2 I
6.1 6.2 6.3 6.4
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6.4.1 6.4.2 SiGe V >105V/cm. I I(APD Avalanche Photo Diode)
6.1 6.2 6.3 6.4
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G MmaxM30~100 6.4.1 6.4.2 VBDVn 13
6.1 6.2 6.3 6.4
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PIN 1.55m 61012 21012 T77K R1M 10e-9A 100MHz 100K1M 50M20M SNR (1)
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(2)
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(3)
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(4)
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(5)
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(6)
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(7)
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(8)
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(9)
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PIN 1.55m 61012 21012 (10)