光電探測器是一種將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的設(shè)備，然而，當(dāng)探測器接入電路后，即使沒有任何外來光照射（即全暗條件下），由于熱電子發(fā)射、場致發(fā)射或半導(dǎo)體中晶格熱振動所激發(fā)出來的載流子，也會有電流輸出，這種電流稱為暗電流。暗電流是隨機(jī)起伏的，由此在電路中引起的噪聲叫做暗電流噪聲。
當(dāng)光電探測器工作在光導(dǎo)模式（響應(yīng)速度更快），暗電流會顯著增大，并與溫度息息相關(guān)。溫度每升高10K，暗電流就會成倍增加。施加較大的偏壓會降低結(jié)電容，但也會增加當(dāng)前暗電流的大小，因此在器件選型時需要注意權(quán)衡帶寬與噪聲這兩個指標(biāo)。
另外，當(dāng)前暗電流也受光電二極管材料和有源區(qū)尺寸的影響。與具有高暗電流的鍺器件相比，硅器件的暗電流通常較小。
圖1：越大的有源區(qū)直徑帶來越大的暗電流；相同的有源區(qū)直徑，制冷能力越強(qiáng)的暗電流越小，來源：濱松G12181系列銦鎵砷光電二極管數(shù)據(jù)單
圖2：可以見到硅探測器的暗電流相對較低，同樣的，越大的有源區(qū)直徑帶來越大的暗電流，來源：濱松S1226系列硅光電二極管數(shù)據(jù)單
圖3：硅雪崩光電二極管，固定工作在偏置狀態(tài)下，有源面越小暗電流越小，倒數(shù)兩個設(shè)備大有源面缺擁有更低的上升時間是因?yàn)榉庋b類型的不同，來源：Excelitas 光子檢測解決方案數(shù)據(jù)單
雖然偏置狀態(tài)、有源面面積、結(jié)電容、封裝類型等等因素均有不同，但不一樣的材料構(gòu)成的二極管，在暗電流參數(shù)上總是有規(guī)律可循。下表給出了幾種光電二極管材料及它們的相關(guān)暗電流、響應(yīng)波段。
材料類型 | 暗電流 | 響應(yīng)波長（nm） |
硅基光電二極管 | 低 | 200-1100 |
鍺基光電二極管 | 高 | 800-1800 |
磷化鎵光電二極管 | 低 | 紫外至可見光 |
銦鎵砷光電二極管 | 低 | 近紅外 |
銦砷銻光電二極管 | 高 | 近紅外至中紅外（截止至5900） |
波長擴(kuò)展型砷銦鎵 | 高 | 綠光至近紅外 |
碲鎘汞二極管 | 高 | 近紅外至中紅外 |
表1：不同類型材料的暗電流大小定性判斷以及對應(yīng)響應(yīng)波長
青島森泉光電有限公司
地址：山東省青島市黃島區(qū)峨眉山路396號光谷軟件園57號樓501
青島森泉光電有限公司 版權(quán)所有 備案號：魯ICP備18050584號-2 總訪問量：194570 站點(diǎn)地圖 技術(shù)支持：化工儀器網(wǎng) 管理登陸
