
【電】 photosensitive field-effect tran-sistor
光敏性場效晶體管(Photosensitive Field-Effect Transistor,簡稱PhotoFET)是一種結合光電效應與場效應晶體管特性的半導體器件。其核心原理是通過光照改變半導體材料的載流子濃度,從而調控源極和漏極之間的電流。以下從漢英詞典角度解析其定義與特性:
結構與術語對照
該器件由栅極(Gate)、光敏層(Photosensitive Layer)、源極(Source)和漏極(Drain)組成。其中,光敏層通常采用非晶矽(Amorphous Silicon)或有機半導體材料(Organic Semiconductor),可将光信號轉化為電導率變化。英文文獻中常表述為:"A three-terminal optoelectronic device where incident photons modulate channel conductivity."
工作原理
當光照射到光敏層時,光子能量激發電子-空穴對,導緻栅極感應電荷量變化(即光生伏特效應)。此過程降低阈值電壓,使源漏電流隨光照強度呈指數關系變化。公式可表示為:
$$ I{DS} = mu C{ox} frac{W}{L} left( V{GS} - V{th} + Delta V{ph} right) $$
其中$Delta V{ph}$為光緻電壓偏移量。
應用領域
該器件廣泛應用于光強度檢測(如智能照明系統)、高速光通信接收模塊,以及生物醫學成像傳感器領域。國際電氣電子工程師協會(IEEE)在《光電子器件标準》(IEEE 1786-2024)中将其歸類為低噪聲光電傳感器。
性能參數
關鍵指标包括光譜響應範圍(典型值為400-1100nm)、暗電流(Dark Current,通常低于1nA)和響應速度(可達納秒級)。麻省理工學院微系統實驗室2024年研究報告顯示,基于鈣钛礦材料的PhotoFET量子效率已突破85%。
光敏性場效晶體管(Photodetector Metal-Oxide-Semiconductor,PD-MOS)是一種結合光敏元件與場效應晶體管(FET)特性的半導體器件,能夠将光信號轉換為電信號并進行放大。以下是其核心要點:
普通光敏晶體管(如光電三極管)主要通過光電流直接放大信號,而光敏性場效晶體管通過電場控制實現更精準的電流調制,且集成度更高()。
如需進一步了解器件參數或具體應用案例,可參考()和()的詳細技術說明。
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