光电二极管的工作原理同光电池一样，都是基于PN结的光伏效应工作的。主要特点是结区面积小，通常工作于反偏置状态。因此内建电场很强，结区较宽，结电容小，因此频率特性爷比光电池好，但光电流较小。PIN光电二极管PN半导体中间夹了一层本征半导体，由于本征半导体近似于介质，相当于增大了NPNj结之间的距离，使结电容变小。PN半导体中耗尽层宽度随反向电压增加而加宽，将P区做得很薄，由于I层的存在，入射光子只能在I层被吸收，因此在I层形成高电场区，I区的光电子在强电场下加速运动，使得载流子渡越时间非常短，因此可以有效减小时间常数，提高工作频率特性。为了达到比较好的探测器的响应速度，需要在探测器的吸收层厚度和光电探测器的面积中折衷。高速光电探测器质量

半导体光子型探测器的性能在很大程度上取决于制备探测器所用的半导体材料。本征半导体材料比掺杂半导体材料更加有用。本征半导体材料既能用来制作光导型探测器，又能制做光伏型探测器；而掺杂半导体只能做成光导型探测器。截止波长较长的半导体光子型探测器，大多数必须在较低温度下工作，如77K，38K或4.2K。同一探测器在室温下的探测率明显低于低温下的探测率。为了保持半导体光子型探测器的正常工作，常把探测器置于低温容器（杜瓦瓶）中，或用微型致冷器使探测器达到较低的工作温度。高速光电探测器质量光电导效应是指在光线作用下，电子吸收光子能量从键合状态过度到自由状态，而引起材料电导率的变化的象。

利用外光电效应制成的光子型探测器是真空电子器件，如光电管、光电倍增管和红外变像管等。这些器件都包含一个对光子敏感的光电阴极，当光子投射到光电阴极上时，光子可能被光电阴极中的电子吸收，获得足够大能量的电子能逸出光电阴极而成为自由的光电子。在光电管中，光电子在带正电的阳极的作用下运动，构成光电流。光电倍增管与光电管的差别在于，在光电倍增管的光电阴极与阳极之间设置了多个电位逐级上升并能产生二次电子的电极（称为打拿极）。从光电阴极逸出的光电子在打拿极电压的加速下与打拿极碰撞，发生倍增效应，然后形成较大的光电流信号。因此，光电倍增管具有比光电管高得多的灵敏度。红外变像管是一种红外-可见图像转换器,它由光电阴极、阳极和一个简单的电子光学系统组成。光电子在受到阳极加速的同时又受到电子光学系统的聚焦，当它们撞击在与阳极相连的磷光屏上时，便发出绿色的光像信号。

光电三级管与光电二极管比较，光电三级管输出电流较大，一般在毫安级，但光照特性较差，多用于要求输出电流较大的场合。光电三极管有pnp和npn型两种结构，常用材料有硅和锗。例如用硅材料制作的npn型结有3DU型，pnp型有3CU型。采用硅npn型光电三极管，其暗电流比锗光电三极管小，且受温度变化影响小，所以得到位广泛应用。下面以3DU型光电三极管为例说明它的结构、工作原理与主要特性。3DU型光电三极管是以p型硅为基极的三极管。3DU管的结构和普通晶体管类似，只是在材料的掺杂情况、结面积的大小和基极引线的设置上和普通晶体管不同。因为光电三极管要响应光辐射，受光面即集电结（bc结）面积比一般晶体管大。另外，它是利用光控制集电极电流的，所以在基极上既可设置引线进行电控制，也可以不设，完全同光一控制。它的工作原理是工作时各电极所加的电压与普通晶体管相同，即要保证集电结反偏置，发射正偏听偏置。由于集电结是反偏压，在结区有很强的内建电场，对3DU管来讲，内建电场方向是由c到b的。和光电二极管工作原理相同。APD雪崩二极管其主要缺点是噪声较大。

光电探测器的光电转换特性必须和入射辐射能量相匹配。其中首先要注意器件的感光面要和照射光匹配好，因光源必须照到器件的有效位置，如光照位置发生变化，则光电灵敏度将发生变化。如光敏电阻是一个可变电阻，有光照的部分电阻就降低，必须使光线照在两电极间的全部电阻体上，以便有效地利用全部感光面。光电二极管、光电三极管的感光面只是结附近的一个极小的面积，故一般把透镜作为光的入射窗，要把透镜的焦点与感光的灵敏点对准。一定要使入射通量的变化中心处于检测器件光电特性的线性范围内，以确保获得良好的线性输出。对微弱的光信号，器件必须有合适的灵敏度，以确保一定的信噪比和输出足够强的电信号；通常光电探测器的噪声主要分为暗电流噪声、散粒噪声和热噪声。高速光电探测器产品介绍

光电探测器的性能指标主要由量子效率、响应度、响应速度和本征带宽、光电流，暗电流和噪声等指标组成。高速光电探测器质量

在光通信领域，更大的带宽、更长的传输距离、更高的接收灵敏度，永远都是科研者的追求目标。尽管波分复用（WDM）技术和掺铒光纤放大器（EDFA）的应用已经极大的提高了光通信系统的带宽和传输距离，但是近十年来伴随着视频会议等通信技术的应用和互联网的普及产生的信息快速式增长，对作为整个通信系统基础的物理层提出了更高的传输性能要求。目前光通信系统采用强度调制/直接检测(IM/DD)即发送端调制光载波强度，接收机对光载波进行包络检测。尽管这种结构具有简单、容易集成等优点，但是由于只能采用ASK调制格式，其单路信道带宽很有限。因此这种传统光通信技术势必会被更先进的技术所代替。然而在通信泡沫破灭的现在，新的光通信技术的应用不可避免的会带来对新型通信设备的需求，面对居高不下的光器件价格，大规模通信设备更换所需要的高额成本，是运营商所不能接受的，因此对设备制造商而言，光纤通信新技术的研发也面临着很大的风险。如何在现有的设备基础上提高光通信系统的性能成为了切实的问题。高速光电探测器质量

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