研究背景

從古代的烽火臺(tái)到如今的光通信領(lǐng)域，光作為一種可以承載信息的載體一直被廣泛應(yīng)用。其中,，光電探測(cè)器基于光電效應(yīng)的原理,，可將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（響應(yīng)速度快、高靈敏度等優(yōu)勢(shì)）,，以實(shí)現(xiàn)對(duì)光強(qiáng)度,、波長(zhǎng)、頻率等參數(shù)的測(cè)量和分析,。

光電探測(cè)器根據(jù)其工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為光電二極管,、PIN型光電二極管等，其中光電二極管是利用半導(dǎo)體PN結(jié)和內(nèi)部反射機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)入射光信號(hào)的轉(zhuǎn)換,，本次將圍繞光電二極管中的PN結(jié)電容進(jìn)行介紹,。

一、測(cè)試對(duì)象·PN結(jié)電容

PN結(jié)的最大特性是單向?qū)щ娦?/strong>,，當(dāng)正向電壓到達(dá)一定值時(shí),，PN結(jié)被導(dǎo)通；當(dāng)反向電壓在一定范圍內(nèi)時(shí),，PN結(jié)產(chǎn)生微弱的反向飽和電流,；當(dāng)反向電壓超過(guò)一定值時(shí)，PN結(jié)被擊穿,。

在PN結(jié)處,，會(huì)因?yàn)橥饧与妷寒a(chǎn)生一定電荷積累，這就是結(jié)電容效應(yīng),，PN結(jié)電容=擴(kuò)散電容+勢(shì)壘電容(Cj=Cb+Cd),，電容特性是隔直通交，當(dāng)通過(guò)電容的電壓頻率很低時(shí),，結(jié)電容可以忽略,，PN結(jié)還是單向?qū)ā?/span>

在光電芯片中，工作頻率較高,，如果,，PN結(jié)的電容較大，就更容易在高頻率下變?yōu)殡p向?qū)ǖ氖顟B(tài),?？梢?jiàn)，PN結(jié)電容是越小越好,。

二,、測(cè)試要求

在光電應(yīng)用中，需要測(cè)試大量探測(cè)器和激光發(fā)射器的PN結(jié)電容,，大概在1pF左右,。

三,、測(cè)試過(guò)程

一說(shuō)到測(cè)電容，我們都會(huì)選擇阻抗分析儀/LCR電橋,，但同時(shí)也會(huì)遇到以下幾個(gè)難點(diǎn)：

1,，電容值小：對(duì)于芯片,，1pF左右的電容,；對(duì)于器件，10pF左右,，這個(gè)數(shù)值很小,，對(duì)于分辨率不高的普通LCR,，沒(méi)有這個(gè)測(cè)試能力,；

2，測(cè)試頻率較高：一般1MHz起,，2MHz以內(nèi),；

3,，需要較大的偏置：10V至30V,，甚至還有40V,；

4，對(duì)于芯片,，在測(cè)試電容中,，pad或者pin如果在一面,，可以用兩個(gè)探針扎,，兩根針的校準(zhǔn)相對(duì)簡(jiǎn)單；如果處在芯片的不同面,，需要用芯片的托盤(pán)作為負(fù)極連接（無(wú)法扎針），校準(zhǔn)的細(xì)節(jié)就很考究,，需要測(cè)試者較好的工程調(diào)試經(jīng)驗(yàn),。

TH2838系列是采用自動(dòng)平衡電橋原理研制成功的新一代阻抗測(cè)試儀器,，其0.05%的基本精度,、最快達(dá)5.6ms的測(cè)試速度、20Hz-2MHz的頻率范圍及高達(dá)1GΩ的阻抗測(cè)試范圍可以滿足元件與材料的測(cè)量要求,，特別有利于低損耗(D)電容器和高品質(zhì)因數(shù)(Q)電感器的測(cè)量。