光伏碲镉汞探测器在波段内连续激光辐照下的非线性响应机理研究

利用波段内连续激光,辐照禁带宽度为0.33 eV的中波光伏碲镉汞探测器.实验结果表明,随着辐照激光光强的逐渐增大,探测器从线性响应过渡为非线性响应.当探测器进入非线性状态,探测器的开路电压随激光光强的增大而减小,且在激光开启辐照时开路电压信号迅速下跳,在激光停止辐照时开路电压信号迅速上跳.通过考虑激光辐照下探测器的温度场分布以及温度对p-n结内建电场的影响,结合考虑机械快门在开启和关闭时对激光光强变化的影响,建立了光伏探测器在波段内连续激光辐照下的解析模型,模型计算结果与实验结果吻合得较好.研究表明,激光辐照过程中的非线性响应,主要由温度对p-n结内建电场的影响决定,激光开启和关闭时的开路电压的幅值是由光强和温度共同决定.

碲镉汞光伏探测器的电流机构及器件建模

本文主要概述了碲镉汞光伏探测器及其电流机构:扩散电流、产生复合电流、直接隧道电流、间接隧道电流、表面漏电流以及光电流等。然后根据碲镉汞的电流机构讲述了建立光电集成回路计算机辅助分析的器件模型的步骤。

光伏型碲镉汞探测器在波段内连续激光辐照下的两种不同过饱和现象的产生机理

利用连续波段内激光对两批光伏型碲镉汞探测器进行了激光辐照实验,发现了两种不同的过饱和现象.实验表明,光伏型碲镉汞探测器在强光辐照下都会出现开路电压随光强增强而减小的过饱和现象,明晰了PV型探测器在强光辐照下的一般规律性现象和由探测器个体差异导致的特殊现象.从等效电路模型出发,剖析了两种过饱和现象的发生条件,建立了数值计算的理论模型,对两种过饱和现象进行了数值模拟,计算结果与实验结果符合得较好.研究表明,光伏型碲镉汞探测器在波段内强光辐照下引起的过饱和现象有两种产生机理,一种是热效应引起的暗电流增大机理;另一种是探测器材料中缺陷引起的漏电流增大机理.

光伏半导体器件对能量小于禁带宽度光子的响应机理研究

利用光子能量为0.12eV的10.6μm连续激光分别辐照了禁带宽度为0.91和0.33eV的光伏碲镉汞探测器.实验表明,激光辐照下禁带宽度为0.91eV的探测器输出正电压,而禁带宽度为0.33eV的探测器对激光的响应方向却与之相反.为了研究此现象,利用功率密度一定的10.6μm激光辐照不同开路电压状态下禁带宽度为0.91eV的探测器,实验结果证实初始开路电压是产生输出电压反向现象的原因.对这一机理进一步分析发现,光伏探测器在光子能量小于禁带宽度的激光辐照下,其开路电压是热激发载流子导致的热生电动势和自由载流子吸收导致的晶格热效应共同决定的.