实验四PIN光电二极管特性测试一、实验目的一、学习把握PIN光电二极管的工作原理二、学习把握PIN光电二极管的大体特性3、把握PIN光电二极管特性测试的方式4、了解PIN光电二极管的大体应用二、实验内容一、PIN光电二极管暗电流测试实验二、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五、PIN光电二极管时刻响应特性测试实验六、PIN光电二极管光谱特性测试实验三、实验器材一、光电探测综合实验仪1个二、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套五、2#迭插头对（红色，50cm）10根六、2#迭插头对（黑色，50cm）10根7、三相电源线1根八、实验指导书1本九、示波器1台四、实验原理光电探测器PIN管的静态特性测量是指PIN光电二极管在无光照时的P-N结正负极、击穿电压、暗电流Id和在有光照的情形下的输入光功率和输出电流的关系（或响应度），光谱响应特性的测量。图5-1PIN光电二极管的结构和它在反向偏压下的电场散布图5-1是PIN光电二极管的结构和它在反向偏压下的电场散布。在高搀杂P型和N型半导体之间生长一层本征半导体材料或低搀杂半导体材料，称为I层。在半导体PN结中，搀杂浓度和耗尽层宽度有如下关系：LP/LN=DN/DP其中：DP和DN别离为P区和N区的搀杂浓度；LP和LN别离为P区和N区的耗尽层的宽度。在PIN中，如关于P层和I层(低搀杂N型半导体)形成的PN结，由于I层近于本征半导体，有DN<Eg因此关于不同的半导体材料，均存在着相应的下限频率fc或上限波长λc，λc亦称为光电二极管的截止波长。只有入射光的波长小于λc时，光电二极管才能产生光电效应。Si-PIN的截止波长为，故可用于的短波长光检测；Ge-PIN和InGaAs-PIN的截止波长为，因此它们可用于、的长波长光检测。当入射光波久远远小于截止波长时，光电转换效率会大大下降。因此，PIN光电二极管是对必然波长范围内的入射光进行光电转换，这一波长范围确实是PIN光电二极管的波长响应范围。响应度和量子效率表征了二极管的光电转换效率。响应度R概念为R=IP/Pin其中：Pin为入射到光电二极管上的光功率；IP为在该入射功率下光电二极管产生的光电流。R的单位为A／W。量子效率η概念为η=光电转换产生的有效电子-空穴对数/入射光子数=(IP/q)/(Pin/hf)=R(hf/q)响应速度是光电二极管的一个重要参数。响应速度通经常使用响应时刻来表示。响应时刻为光电二极管对矩形光脉冲的响应——电脉冲的上升或下降时刻。响应速度要紧受光生载流子的扩散时刻、光生载流子通过耗尽层的渡越时刻及其结电容的阻碍。光电二极管的线性饱和指的是它有必然的功率检测范围，当入射功率太强时，光电流和光功率将不成正比，从而产生非线性失真。...
