贯穿集电极SiC光电晶体管

探测5 nW/cm²极弱紫外

通过贯穿集电极结构减轻基区偏压敏感性，实现极弱紫外光探测增益的大范围可调，暗电流与噪声极低。

Wang, Yifu · Wenxin, Li · 徐尉宗 · Feng, Zhou · 周东 · 任芳芳 · 陈敦军 · Rong, Zhang · 郑有斗 · 陆海

IEEE Electron Device Letters 2024

参数信息

增益可调范围

1e8

暗电流

0.5 pA

噪声功率谱密度

1e-28 A²/Hz

紫外/可见光抑制比

1.9e7

探测率

4.9e15 cm·Hz^1/2/W

可探测光功率

5 nW/cm²

技术优势

增益可调范围大幅扩展

基区对偏压的敏感性显著降低，使得中性区可以精细调控，增益可调范围超过10^8，为不同光强下的最优工作点选择提供了灵活性。

暗电流极低

暗电流保持在0.5 pA以下，这直接降低了噪声基底，使器件能够分辨极微弱的光信号而不会被暗电流淹没。

探测极限达到nW/cm²

结合高增益和低噪声，该器件实现了低至5 nW/cm²的紫外光探测，将SiC光电晶体管的可探测功率下限推进到nW/cm²量级。

应用场景

• 紫外探测器：以极低暗电流和高增益探测极弱紫外信号，适用于需要高灵敏度的紫外检测场合。
• 微弱光传感：能够探测5 nW/cm²的极弱光，将微弱光传感的检测下限推进到nW/cm²量级。
• 精密光电仪器：低噪声和高探测率使其适合用于精密光电仪器中的微弱紫外光探测模块。
• 环境监测传感：高紫外/可见光抑制比和低暗电流使其可用于环境紫外辐射的高灵敏度监测。