Гулаков Иван Романович – доктор физико-математических наук, профессор кафедры математики и физики
ул. Ф. Скорины, 8/2, 220114, Минск, Республика Беларусь
Ivan R. Gulakov – D. Sc. (Physics and Mathematics), Professor of the Mathematics and Physics Department
8/2, F. Skorina Str., 220114, Minsk, Republic of Belarus
Зеневич Андрей Олегович – доктор технических наук, профессор, ректор
ул. Ф. Скорины, 8/2, 220114, Минск, Республика Беларусь
Andrey O. Zenevich – D. Sc. (Engineering), Professor, Rector
8/2, F. Skorina Str., 220114, Minsk, Republic of Belarus
Кочергина Ольга Викторовна – аспирант кафедры математики и физики
ул. Ф. Скорины, 8/2, 220114, Минск, Республика Беларусь
Olga V.Kochergina – Postgraduate Student of the Mathematics and Physics Department
8/2, F. Skorina Str., 220114, Minsk, Republic of Belarus
Лемешевская Алла Михайловна – заместитель начальника отдела
ул. Казинца, 121А, 220108, Минск, Республика Беларусь
Alla M. Lemeshevskaya – Deputy Head of the Department
121a, Kazinets Str., 220108, Republic of Belarus
Сорока Сергей Александрович – ведущий инженер
Логойский тракт, 22, 220090, Минск, Республика Беларусь
Syargey A. Saroka – Leading Engineer
22, Logoiskij tract, 220090, Minsk, Republic of Belarus
Изучены зависимости характеристик от температуры окружающей среды трех типов кремниевых фотоумножителей. В качестве объектов исследования использовались опытные образцы Si-ФЭУ со структурой p+–p–n+ производства ОАО «Интеграл» (Республика Беларусь), серийно выпускаемые Si-ФЭУ KETEK РМ3325 и ON Semi FC 30035. Приведена схема установки и методика исследования. Выполнены измерения величины фототока от интенсивности засветки, расчеты критической и пороговой интенсивности, динамического диапазона регистрируемого оптического излучения. Представлены зависимости фототока от интенсивности засветки при разных температурах окружающей среды. Установлено, что данные зависимости имеют линейный участок, длина которого характеризует значение критической интенсивности излучения, а угол наклона линейного участка к оси интенсивности – чувствительность Si-ФЭУ к оптическому излучению. Определено, что рост температуры приводит к ро- сту величины критической интенсивности и снижению чувствительности. Представлены зависимости пороговой интенсивности излучения от перенапряжения при разных температурах окружающей среды. Наиболее сильно зависимость пороговой интенсивности от перенапряжения проявляется при напряжении питания ниже напряжения пробоя. Установлено, что пороговая интенсивность излучения повышается с ростом температуры и зависимость пороговой интенсивности от температуры одинакова для всех исследуемых Si-ФЭУ. Определено, что значение динамического диапазона с ростом температуры уменьшается, что вызвано более значительным изменением пороговой интенсивности по сравнению с критической. Результаты исследований могут найти применение при разработке и конструировании приборов и устройств для регистрации оптического излучения на основе Si-ФЭУ.
The characteristics dependence on the ambient temperature for three types of silicon photoelectronic multipliers have been studied in this research. The prototypes of Si-photoelectronic multipliers with a p+–p–n+ structure produced by JSC Integral (Republic of Belarus), serially produced silicon photoelectronic multipliers KETEK РМ3325 and ON Semi FC 30035 have been used as objects of research. We present the setup diagram and research technique. Measurements of the photocurrent magnitude versus the illumination intensity, calculations of the critical and threshold intensities, and the dynamic range have been performed. We also present the photocurrent dependences on the illumination intensity at different ambient temperatures. As it was found, these dependences have a linear section, the length of which characterizes the critical intensity value, and the inclination angle of the linear section to the intensity axis characterizes the photodetector sensitivity to optical radiation. It has been determined that the temperature increase leads to an increase in the critical intensity value and to a decrease in the sensitivity value. We present the dependences of the threshold intensity on the overvoltage at different ambient temperatures. The dependence of the threshold intensity on overvoltage is most strongly pronounced when the supply voltage is below the breakdown voltage. It was found that the threshold intensity is increased with the temperature increase and the threshold intensity dependence on the temperature is the same for all investigated photodetectors. It was found that the dynamic range value is decreased with the temperature increase, which is caused by a more significant change in the threshold intensity as compared to the critical one. The results given in this article can be applied when developing and designing the tools and devices for recording optical radiation based on silicon photoelectronic multipliers.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.