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          学一招!如何精准测试光电器件中的PN结电容?


            来源: Tonghui同惠 时间:2023-07-13 编辑:清风
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          研究背景


          从古代的烽火台到如今的光通信领域,光作为一种可以承载信息的载体一直被广泛应用。其中,光电探测器基于光电效应的原理,可将光信号转换为电信号(响应速度快、高灵敏度等优势),以实现对光强度、波长、频率等参数的测量和分析。



          光电探测器根据其工作原理和结构特点可分为光电二极管、PIN型光电二极管等,其中光电二极管是利用半导体PN结和内部反射机制实现对入射光信号的转换,本次将围绕光电二极管中的PN结电容进行介绍。


          01 测试对象·PN结电容


          PN结的最大特性是单向导电性,当正向电压到达一定值时,PN结被导通;当反向电压在一定范围内时,PN结产生微弱的反向饱和电流;当反向电压超过一定值时,PN结被击穿。



          在PN结处,会因为外加电压产生一定电荷积累,这就是结电容效应,PN结电容=扩散电容+势垒电容(Cj=Cb+Cd),电容特性是隔直通交,当通过电容的电压频率很低时,结电容可以忽略,PN结还是单向导通。


          在光电芯片中,工作频率较高,如果,PN结的电容较大,就更容易在高频率下变为双向导通的失效状态。可见,PN结电容是越小越好。


          02 测试要求


          在光电应用中,需要测试大量探测器和激光发射器的PN结电容,大概在1pF左右。


          03 测试过程


          一说到测电容,我们都会选择阻抗分析仪/LCR电桥,但同时也会遇到以下几个难点:


          1,电容值小:对于芯片,1pF左右的电容;对于器件,10pF左右,这个数值很小,对于分辨率不高的普通LCR,没有这个测试能力;


          2,测试频率较高:一般1MHz起,2MHz以内;


          3,需要较大的偏置:10V至30V,甚至还有40V;


          4,对于芯片,在测试电容中,pad或者pin如果在一面,可以用两个探针扎,两根针的校准相对简单;如果处在芯片的不同面,需要用芯片的托盘作为负极连接(无法扎针),校准的细节就很考究,需要测试者较好的工程调试经验。



          TH2838系列是采用自动平衡电桥原理研制成功的新一代阻抗测试仪器,其0.05%的基本精度、最快达5.6ms的测试速度、20Hz-2MHz的频率范围及高达1GΩ的阻抗测试范围可以满足元件与材料的测量要求,特别有利于低损耗(D)电容器和高品质因数(Q)电感器的测量。



          现代科技发展日新月异,相信光电探测器技术作为其中重要的一员,将继续在通信、医疗、环保、制药等领域发光发热。



          “携手同心,惠及未来”,从1994年开始,同惠电子始终坚持29年如一日,全心全意做产品,从品质入手,潜心研发电子测量仪器,听取大家的反馈,不断改进。做仪器,我们是认真的!


          关键词:同惠 解决方案 光电器件    浏览量:13407

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