光伏探测器的等效电路分析

　　光伏探测器件以光伏模式工作的光敏器件输出信号中不含暗电流，仅受二极管本身噪声的限制，对微弱信号探测特别有利。浅结或大面积二极管是一种容易引入暗电流的结构形式，因此多采用光伏探测模式。VOC和短路电流ISC是以光伏模式工作的光电器件的两个重要参数，它们与器件的串联电阻RS和并联电阻RSh密切相关。

　　光照条件下光伏探测器等效电路中PN结等效为一个家用梯子输出电流为IL的恒流源与一个理想二极管的并联，二极管流过的正向电流即为漏电流ID，等效电路对应的I-V方程为：I=IL-I0-V+IRSRSh（1），其中V+IRS为PN结的正向压降，I0为反向饱和电流。由式（1）可以求出ISC：ISC=IL-I0-ISCRSRSh（2）。一般，在RS（<18）很小RSh（>1048）很大的情况下，ISC≈IL。同样可以得到VOC：VOC=kTqln（3），可见，VOC的大小与I0、ISC、RSh的大小有关。

　　在实验样品中，VOC异常现象集中在硅紫外光伏探测器（UV-110）中，基本参数：n型（111）硅衬底材料电阻率约为80～1208cm；淡硼扩散表面浓度约1017～1018cm-3；结深小于1Lm；有效光敏面积1cm2；光谱响应范围200～1100nm。

　　UV-110的工艺流程与普通光敏二极管相同，但为了提高器件在紫外区的性能，严格控制了结深（<1Lm）和淡硼扩散浓度，同时采用了表面钝化等技术。在结构上增加了淡硼p区周围的浓硼环（p+），以加强对PN结的保护，并方便与铝电极形成良好的欧姆接触。根据使用要求，将衬底电极由器件表面引出，为此在浓硼环外侧的衬底材料表面通过磷处理形成高掺杂的n+区，并通过铝来形成欧姆接触电极。这一点是UV-110和其它大多数光敏二极管在结构上的不同之处。