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光晶體管
閱讀�3982�(shí)間:2011-05-11 20:23:15

  �晶體管(phototransistor),由雙極型晶體��(chǎng)效應(yīng)晶體�等三端器件構(gòu)成的光電器件,它所用材料通常是砷化鎵(CaAs�。光在這類器件的有源區(qū)�(nèi)被吸�,產(chǎn)生光生載流子,通過(guò)�(nèi)部電放大�(jī)�(gòu),產(chǎn)生光電流增益。光晶體管三端工�,故容易�(shí)�(xiàn)電控或電同步�

種類及其特點(diǎn)

  光晶體管主要分為雙極型光晶體�、場(chǎng)效應(yīng)光晶體管及其相關(guān)器件�

  1、極型光晶體管通常增益很高,但速度不太快,�(duì)于GaAs-GaAlAs,放大系�(shù)可大�1000,響�(yīng)�(shí)間大于納�,常用于光探�(cè)�,也可用于光放大�

  2、效�(yīng)光晶體管響應(yīng)速度�(約為50皮秒),但缺點(diǎn)是光敏面積小,增益小(放大系�(shù)可大�10�,常用作極高速光探測(cè)器�

  3、此相關(guān)還有許多其他平面型光電器�,其特點(diǎn)均是速度快(響應(yīng)�(shí)間幾十皮秒)、適于集�。這類器件可望在光電集成中得到�(yīng)��

最�

  自從1960年�(gè)激光器�(wèn)世以�(lái),科�(xué)家和工程師一直夢(mèng)想著用光子取代電子來(lái)制作“電路”,在這里,玻璃纖維或波導(dǎo)將扮演電纜或線路的角�,用�(lái)傳導(dǎo)�,而光�(kāi)�(guān)、晶體管和二極管也將被用�,光子集成電路相比傳�(tǒng)的電子集成電路具有很多明顯優(yōu)�(shì),包括信�(hào)屏蔽�,速度更快,散熱更是少,帶寬更�,更低串?dāng)_��

  遺憾的是,到目前為止,光子集成電路依然離桌面�(jì)算機(jī)和其他日常應(yīng)用相差甚�(yuǎn),主要原因是這些電路需要在納米�(jí)(Nanoscopic�1~100nm )的空間�(nèi)控制光子,要做到這一�(diǎn)非常困難。另�,將光束有效混合(將一�(gè)光束能量�(zhuǎn)移到其他光束上)也需要macrosized的晶��

  盡管如此,光子集成電路研�(fā)的腳步并�(méi)有停�,最近納米光�(xué)研究突飛猛�(jìn),讓人們看到新的希望。來(lái)自瑞士聯(lián)邦理工學(xué)�(Swiss Federal Institute of Technology,ETH Zurich)的研究人員最近宣�,已利用單分�(molecule)�(kāi)�(fā)出一種光�(xué)晶體��

  最小光晶體管原理:

  透過(guò)將激光束集中在單分子�,ETH Zurich的科�(xué)家只用單�(gè)分子就產(chǎn)生激光運(yùn)作的基本條件──受激�(fā)�(stimulated emission)。由于在低溫�,分子會(huì)增加它們的外表面積(apparent surface area)�(lái)跟光線互�(dòng),因此研究人員將分子冷卻到攝氏零�272�,也就是只比零度�1��

  兩條光束瞄準(zhǔn)單分子在受控制的模式下,利用一道激光束�(lái)讓單�(gè)分子�(jìn)入量子態(tài)(controlled fashion),研究人員如此能明顯的縮減或是放大第二道激光束。這種�(yùn)作模式與傳統(tǒng)的晶體管如出一�;晶體管�(nèi)的電�(electrical potential)能用�(lái)�(diào)變第二�(gè)信號(hào)。不�(guò)ETH Zurich并未透露其單分子的化�(xué)方程��

  由于其性能與散熱效能的�(yōu)�(shì),光子運(yùn)算技�(shù)是科�(xué)家們長(zhǎng)期追求的目標(biāo);光�(photon)不僅�(fā)熱比電子�,也能達(dá)到高出相�(dāng)多的�(shù)�(jù)傳輸速率。不�(guò)光通訊技�(shù)卻只能逐步地從�(zhǎng)距離通訊,�(jìn)展到短距離通訊,再�(jìn)入單系統(tǒng)中�

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