IN光电二极管综合实验.doc

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1、PIN光电二极管综合实验仪GCPIN-B实验指导书(V1.0)武汉光驰科技有限公司WUHANGUANGCHITECHNOLOGYCO.,LTD目录第一章PIN光电二极管综合实验仪说明-3-一、产品介绍-3-二、实验仪说明-3-1、电子电路部分结构分布-3-2、光通路组件-4-第二章实验指南-5-一、实验目的-5-二、实验内容-5-三、实验仪器-5-四、实验原理-6-五、实验准备-8-六、实验步骤-8-1、PIN光电二极管暗电流测试-8-2、PIN光电二极管光电流测试-9-3、PIN光电二极管光照特性-9-4、PIN光电二极管伏安特性-10-5、PIN光电二极

2、管时间响应特性测试-10-6、PIN光电二极管光谱特性测试-11-第一章PIN光电二极管综合实验仪说明一、产品介绍对于以高速响应为目标的光电二极管来说，未来减少p-n节的电容，在p与n之间设计一个i层的高阻抗层结构，即在n型硅片上制作一层低掺杂的高阻层，即i层（本征层）在该层上在形成p层。其工作原理：来自p层外侧的入射光，主要由i层吸收，从而产生空穴和电子。使用元件时要外加反向偏压，以使空穴朝p层移动，而电子朝n层移动，再由两电极流到外电路。PIN硅光电二极管正常工作时，外加反向偏压使整个i层耗尽，i层有接近100%的量子效率，此外，比通常光电二极管宽的多的

3、i层耗尽层，使得PIN管有小的多的单位面积结电容，因此，PIN管兼有灵敏度和响应速度的优点。但由于i层的存在，PIN型光电二极管的光谱灵敏度在短波方向减弱，使短波限红外，使用于近红外区域是最大灵敏度波长为1um。PIN型光电二极管可用于：电视摄像机等遥控装置、伺服跟踪信号检测器等。它的外形多作成半圆形的塑料透镜，所以其受光方向多为圆形。GCPIN-B型光电PIN光电二极管综合实验仪主要研究PIN光电二极管的基本特性，如光电流、暗电流、光照特性、光谱特性、伏安特性及时间相应特性等，以及这种光敏器件与其他光电器件的应用差别。二、实验仪说明1、电子电路部分结构分布

4、电子电路部分功能说明（1）电压表：独立电压表，可切换三档，200mV，2V，20V，通过拨段开关进行调节，白色所指示的位置即为所对应的档位。“+”“-”分别对应电压表的“正”“负”输入极。（2）电流表：独立电流表，可切换四档，200uA，2mA，20mA，200mA通过拨段开关进行调节，白色所指示的位置即为所对应的档位。“+”“-”分别对应电压表的“正”“负”输入极。（3）照度计电源：红色为照度计电源正极，黑色为照度计电源负极。（４）直流电源：0～12V可调，“0～12V”为直流电源的正极，另一端为负极。（５）信号测试单元：TP1：与T1直接相连TP2：与T

5、2直接相连TP：光脉冲调制信号测试端注：信号测试单元的GND与直流电源0～12V不共地。2、光通路组件图1光电二三极管光通路组件功能说明：分光镜：50%透过50%反射镜，将平行光一半给照度计探头，一半给等测光器件，实验测试方便简单，照度计可实时检测出等测器件所接收的光照度。光器件输出端：红色——PIN光电二极管“P”极。黑色——PIN光电二极管“N”极。第二章实验指南一、实验目的1、学习掌握PIN光电二极管的工作原理2、学习掌握PIN光电二极管的基本特性3、掌握PIN光电二极管特性测试的方法4、了解PIN光电二极管的基本应用二、实验内容1、PIN光电二极管暗

6、电流测试实验2、PIN光电二极管光电流测试实验3、PIN光电二极管伏安特性测试实验4、PIN光电二极管光电特性测试实验5、PIN光电二极管时间响应特性测试实验6、PIN光电二极管光谱特性测试实验三、实验仪器1、光电探测综合实验仪1个2、光通路组件1套3、光照度计1台4、PIN光电二极管及封装组件1套5、2#迭插头对（红色，50cm）10根6、2#迭插头对（黑色，50cm）10根7、三相电源线1根8、实验指导书1本9、示波器1台四、实验原理图5-1PIN光电二极管的结构和它在反向偏压下的电场分布图5-1是PIN光电二极管的结构和它在反向偏压下的电场分布。在高掺

7、杂P型和N型半导体之间生长一层本征半导体材料或低掺杂半导体材料，称为I层。在半导体PN结中，掺杂浓度和耗尽层宽度有如下关系：LP/LN=DN/DP其中：DP和DN分别为P区和N区的掺杂浓度；LP和LN分别为P区和N区的耗尽层的宽度。在PIN中，如对于P层和I层(低掺杂N型半导体)形成的PN结，由于I层近似于本征半导体，有DN<

8、减少接触电阻而加的附加层。要使入射光功率有效地转换成