雪崩光电二极管反向电流的测量

雪崩光电二极管(APD)是一种高灵敏度、高速度的光电二极管。施加反向电压时,能启动其内部的增益机构。APD的增益可以由反向偏置电压的幅度来控制。反向偏置电压越大增益就越高。APD在电场强度的作用下工作,光电流的雪崩倍增类似于链式反应。APD应用于对光信号需要高灵敏度的各种应用场合,例如光纤通讯、闪烁(scintillation)探测等。

对APD的测量一般包括击穿电压、响应度和反向偏置电流等。典型APD的最大额定电流为10-4到10-2A,而其暗电流则可低达10-12到10-13A的范围。最大反向偏置电压随APD的材料而变化,铟砷化镓(InGaAs)材料的器件可达100V,硅材料的器件则可高达500V。

测试介绍

测量APD的反向偏置电流需要一种能够在很宽范围内测量电流并且能输出扫描电压的仪器。由于这种要求,6487型皮安计电压源或者6430型亚飞安(Sub-Femtoamp)源-表等仪器对于这类测量工作是非常理想的。

图4-19 所示为6430型亚飞安源-表连接到一个光电二极管上。该光电二极管安放在一个电屏蔽的暗箱中。为了对敏感的电流测量进行屏蔽,使其不受静电干扰的影响,将此暗箱与6430型亚飞安源表的低端相连。

图4-20示出使用6430型数字源表测量得到的铟砷化镓(InGaAs)材料APD的电流与反向扫描电压的关系曲线,注意其电流测量的范围很宽。随着光的增强,雪崩区域变得更加明显。击穿电压将引起电流自由流动,因为这时会形成电子空穴对,而不再需要光照射二极管来产生电流。

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KEITHLEY 老马的博客
一名潜伏在测试测量行业的工程师,就职于吉时利(北京)测量仪器有限公司。