一、背景介紹

根據(jù) Using LED as a Single Photon Detector^[1]所介紹的紅色LED的單光子雪崩反向擊穿電流效應(yīng)， ?在博文 測(cè)試一些LED的反向擊穿過(guò)程中的單光子現(xiàn)象^[2]中對(duì)于手邊的幾種LED進(jìn)行測(cè)試，?發(fā)現(xiàn)只有兩款紅外LED可以出現(xiàn)反向雪崩擊穿現(xiàn)象，其它LED都沒(méi)有這種情況。?對(duì)于同一種紅外LED，經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)它們反向雪崩擊穿的特性也各不相同，?下面針對(duì)其中出現(xiàn)的情況進(jìn)行測(cè)試記錄。

二、測(cè)試方案

測(cè)試電路仍然采用數(shù)字直流電源通過(guò)串聯(lián)電阻反向施加在LED兩端的測(cè)量方式， 通過(guò)測(cè)量R2上的電壓來(lái)檢測(cè)LED反向擊穿電流的信號(hào)。?通過(guò)示波器觀察R2上的電壓信號(hào)，判斷LED擊穿特性。?下面對(duì)于手邊紅外LED進(jìn)行逐一測(cè)量，觀察對(duì)應(yīng)反向擊穿電流信號(hào)特點(diǎn)。

三、測(cè)試結(jié)果

1、普通高壓類型

這是出現(xiàn)反向雪崩電流LED電流類型。?這種LED反向擊穿出現(xiàn)的雪崩電流個(gè)數(shù)在普通桌面高明情況下，比較密集。

2、低壓類型

前面LED反向擊穿電壓大約為50V左右，?現(xiàn)在還有一種類型LED反向擊穿電壓為30V左右。?這種LED出現(xiàn)的脈沖比起前面高壓擊穿情況稍微個(gè)數(shù)少一些。

這些紅外LED外觀看起來(lái)并沒(méi)有什么區(qū)別，但是它們的反向擊穿電壓確實(shí)相差很大。?30V，50V，?所以對(duì)于每個(gè)測(cè)試的時(shí)候需要仔細(xì)調(diào)整。

3、稀疏脈沖型

有一類紅外LED反向擊穿的時(shí)候，出現(xiàn)的脈沖個(gè)數(shù)比較稀疏。?在同樣的光照先，這種LED反向擊穿雪崩脈沖信號(hào)明顯少。?脈沖的高電平和低電平的時(shí)間比較長(zhǎng)。

4、無(wú)脈沖類型

這類LED在擊穿與截止之間，并沒(méi)有出現(xiàn)脈沖信號(hào)。?可以看到擊穿電流并不太穩(wěn)定。會(huì)出現(xiàn)較大的波動(dòng)。

5、稠密類型

這是一類介于無(wú)脈沖與有脈沖之間的類型。?可以看到電流信號(hào)存在稠密的波動(dòng)，但波動(dòng)的幅度大都比較細(xì)碎。?如果用手遮擋一下光源，可以看到脈沖信號(hào)出現(xiàn)了。

對(duì)于前面無(wú)脈沖類型的LED，通過(guò)手遮擋LED光線，它們?nèi)匀粺o(wú)法出現(xiàn)脈沖。?所以無(wú)脈沖類型與稠密類型還不相同。

6、偏置電流類型

這類LED的出現(xiàn)的脈沖信號(hào)，低電平無(wú)法達(dá)到0V。?它們的輸出信號(hào)在脈沖信號(hào)的基礎(chǔ)上有一個(gè)直流反向偏置電流。

四、不同類型比例

通過(guò)對(duì)大約100支同一批次紅外LED的分揀，?可以看到其中大約有一半的LED沒(méi)有雪崩脈沖電流信號(hào)。?具有雪崩脈沖信號(hào)的LED，?它們脈沖類型也屬于前面不同的類型。

本文對(duì)于一種紅外LED反向擊穿進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，?發(fā)現(xiàn)它們反向擊穿的不同的類型。?其中部分LED反向擊穿會(huì)出現(xiàn)單光子雪崩電流信號(hào)。

參考資料

Using LED as a Single Photon Detector:https://physicsopenlab.org/2020/02/27/using-led-as-a-single-photon-detector/

測(cè)試一些LED的反向擊穿過(guò)程中的單光子現(xiàn)象:https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/128598987