Исследование многоканальных оптоэлектронных

Расчет фотоэлектрических характеристик интегрального фотодиода ОЭМК 
На рис.2 представлена одномерная модель фотодиода с гетеропереходом. 
Интегральный фотодиод освещается со стороны 
р
- области. 
I
0
(λ)-
плотность потока 
излучения да дайне волны 
λ
на поверхности полу проводника. 
В узкозонной области фотодиода лоток излучения за счет поглощения 
уменьшается экспоненциально по закону Бугера-Ламберта 
I
(x)
=I
0
e
-αx
, 
(9) 
Уменьшение 
I(x)
внутри элементарного интервала запишем в виде 
 
dI
(x)
=-αI
0
e
-αx
dx, 
 
(10) 
Соответствующее число фотонов поглощенных на длине волны 
λ
внутри этого 
интервала, определяется выражением 
N=αI
0
e
-αx
dxλ/hc,
(11) 
o
I
II
III
h
v
β
I
β
II
β
III
p
n
x
p
x
n
L
Рис.2. Одномерная модель фотодиода с гетеропереходом. 

 

 





m
n
p
ф
n
p
j
x
x
p
j
x
x
x
m
ф
p
dx
x
p
e
dx
e
hC
I
e
j
j
j









)
(
1
0




, 
(12) 

---

10 
)
(
0
xз
x
ф
e
e
hC
eI
j
n







, 
(13) 
На рис.3 приведены расчетные кривые зависимостей β
I
,β
II
,β
III
, s от длины волны 
падающего излучения. 
Расчетные кривые β
I
,β
II
, β
III
=S
λ 
от длины волны падающего излучения
 λ
 
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,9
0,88
0,86 0,84 0,82
0,8
β
I
отн ед
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,9
0,88
0,86
0,84 0,82 0,8
β
III
отн ед
β
II
отн ед
1
2
3
1,5
0,5
0,4
0,3
0,1
0,9
0,88
0,86 0,84
0,82
0,8
λ,мкм
0,2
10
16
10
15
Nд=10
14 
см
-3
Sλ, А/Вт
λ,мкм
λ,мкм
0,9
0,88
0,86 0,84
0,82
0,8
0,3
0,1
0,2
λ,мкм
10
14
10
15
Nд=10
16 
см
-3
a)
б)
в)
г)
Рис.3. Расчетные зависимости коэффициентов β
I
,β
II
, β
III
Переходные процессы в ОЭМК 
Анализ переходных процессов в ОЭМК необходим для разработки принципов 
конструирования быстродействующих приборов, построения схем и систем на их 
основе, определения реакции ОЭМК и систем на их основе при воздействии импульса 
ионизирующего излучения. 
Для анализа переходных процессов и построения динамической математической 
модели ОЭМК необходимо решение системы нестационарных уравнений 
непрерывности. Однако решение такой системы представляется возможным только для 
расчета переходных процессов первичных фототоков (фототоков одиночных 
p-n
переходов). Для расчета же переходных процессов в оптоэлектронных схемах и 
устройствах в объем виде такой подход неприемлем из-за больших объемов 
вычислительных ресурсов и громоздких вычислений. 
В работе применен метод заряда, для анализа переходных процессов в 
полупроводниковых приборах и микросхемах, он позволяет получить конечные 
результаты в относительно простом виде, причем практически с той же точностью, что 
и в случае расчета, выполненного путем решения классической системы 
диффузионных уравнений при традиционных предпосылках. Вместе с тем, 
использование метода заряда, позволяет более наглядно дать качественное описание 
физических процессов в ОЭМК в переходном режиме. 

---

11