光子学与光电子学 原荣邱琪 习题题解

μm处的量子效率为60%,当反向偏置时的倍增系数是12。假如入射功率为20nW,光生电流是多少?当倍增系数是12时,灵敏度又是多少?10习题与题解解:由式(6.1.4)可以得到用量子效率表示的灵敏度qλ(1.6××10−−19)(1550109)R==η0.6=0.75A/Whc(6.626××10−34)(3108)假如没有倍增时的光电流是Iph0,入射光功率是Pin,根据定义,灵敏度是=/PIRinph0,因此初始光生电流−−98。IRPph0==in0.75(20×10)=×1.510A当有倍增时的光电流−−87IMIph==×ph012(1.510A)=×1.8010A倍增系数12时的灵敏度RIP′===×=phinMR120.759.0A/W6-18SiAPD光电流与PIN光电流比较SiAPD在830nm没有倍增即M=1时的量子效率为70%,反偏工作倍增系数M=100,当入射功率为10nW时,光电流是多少?解:没有倍增时的灵敏度−−199qλ(1.6××10)(83010)R==×η0.70=0.47A/Whc(6.626××10−34)()3108没有倍增时的初始光电流−9ph0RPIin()=×==7.4101047.0nA倍增后的光电流IMIph==×=ph01004.7470nA6-19本征吸收半导体材料对光的吸收系数为104m−1时的光子能量称为半导体材料的带隙。那么Si材料的带隙是多少?计算多晶硅太阳能电池对波长1000nm和500nm光的吸收深度是多少?解:由图6.4.7可以查得,α=104m−1时,Si的光子能量约为1.15eV,所以Si的带隙约1.15eV。由图6.4.7可以查得,波长1000nm和500nm时的吸收系数分别为α=7×103m−1和α=1×106m−1,所以对光的吸收深度分别为11δ==×=101.4−4m或140μmα×1073