第六章光电检测器与光接收机 61光电检测 62光电检测的特性指标 63光接做极 6.4米线收机的娱声 6.5光接收机的灵敛度 人民邮电版社 点专此处结束放殃 4合
第六章 光电检测器与光接收机 6.1 光电检测器 6.2 光电检测器的特性指标 6.3 光 接 收 机 6.4 光接收机的噪声 6.5 光接收机的灵敏度
61光电检测器 611PIN光电二极管 由于受激辐射仅仅发生在PN结附近, 远离PN结的地方没有电场存在,因此就决 定了PN光电二极管( pn Photodiode, PNPD或PN光电检测器的光电变换效率非 常低下及响应速度很慢。 1.PN光电二极管的结构 PIN光电二极管( PINPD)的结构如图 6.1所示。 人民邮电出版也 点专此处结束放殃 4合
6.1 光电检测器 6.1.1 PIN 由于受激辐射仅仅发生在PN结附近， 远离PN结的地方没有电场存在，因此就决 定 了 PN 光电二极管 ( PN Photodiode， PNPD)或PN光电检测器的光电变换效率非 常低下及响应速度很慢。 1. PIN PIN光电二极管(PINPD)的结构如图 6.1所示
E 人民邮电出版社图6P类极管的结构 4合
图6.1 PIN光电二极管的结构
2.PIN光电二极管的工作原理 当光照射到PIN光电二极管的光敏面 上时,会在整个耗尽区(高场区)及耗尽 区附近产生受激辐射现象,从而产生电子 空穴对。 人民邮电版社 点专此处结束放殃 4合
2. PIN 当光照射到PIN光电二极管的光敏面 上时，会在整个耗尽区（高场区）及耗尽 区附近产生受激辐射现象，从而产生电子 空穴对
6,1.2雪崩光电二极管 雪崩光电二极管应用光生载流子在其 耗尽区(高场区)内的碰撞电离效应而获得 光生电流的雪崩倍增。 1.雪航光电二极管的结构 常用的APD结构包括拉通型APD和保 护环型APD,如图62所示。由于要实现电 流放大作用需要很高的电场,因此只能在 图中所示的高场区发生雪崩倍增效应。 人民邮电版社 点专此处结束放殃 4合
6.1.2 雪崩光电二极管应用光生载流子在其 耗尽区(高场区)内的碰撞电离效应而获得 光生电流的雪崩倍增。 1. 常用的APD结构包括拉通型APD和保 护环型APD，如图6.2所示。由于要实现电 流放大作用需要很高的电场，因此只能在 图中所示的高场区发生雪崩倍增效应
E E 高场区 高场区 (a)拉通型APD (b)保护环型APD 图62APD的结构 人民邮电版社 点专此处结束放殃 4合
图6.2 APD的结构
2.雪崩倍增原理 APD的雪崩倍增原理为:当入射光照 射在APD的光敏面上时,由于受激吸收原 理会产生电子空穴对(这里我们称之为一次 电子空穴对) 3.APD的工作原理 当光照射到APD的光敏面上时,由于 受激吸收而在器件内产生出一次电子空穴 对 人民邮电版社 点专此处结束放殃 4合
2. APD的雪崩倍增原理为：当入射光照 射在APD的光敏面上时，由于受激吸收原 理会产生电子空穴对(这里我们称之为一次 电子空穴对)。 3. APD 当光照射到APD的光敏面上时，由于 受激吸收而在器件内产生出一次电子空穴 对
62光电检测器的特性指标 心6,2,1光电检测器的工作特性 1.碗应度 在一定波长的光照射下,光电检测器 的平均输出电流与入射的平均光功率之比 称为响应度(或响应率)。响应度可以表示 如下: 人民邮电版社 点专此处结束放殃 4合
6.2 光电检测器的特性指标 6.2.1 光电检测器的工作特性 1. 在一定波长的光照射下，光电检测器 的平均输出电流与入射的平均光功率之比 称为响应度(或响应率)。响应度可以表示 如下：
O pP 式中:为光生电流的平均值(单位: A);P为平均入射光功率值(单位:w) 人民邮电版社 点专此处结束放殃 4合
式中：Ip为光生电流的平均值(单位： A)；P为平均入射光功率值(单位：W)
2.星子效率 响应度是器件在外部电路中呈现的宏 观灵敏特性,而量子效率是器件在内部呈 现的微观灵敏特性。量子效率定义为通过 结区的载流子数与入射的光子数之比,常 用符号表示: 通过结区的光生载流数p/e =入射到器件上的光子数P/h 人民邮电版社 点专此处结束放殃 4合
2. 响应度是器件在外部电路中呈现的宏 观灵敏特性，而量子效率是器件在内部呈 现的微观灵敏特性。量子效率定义为通过 结区的载流子数与入射的光子数之比，常 用符号η表示：