本文介绍了一种基于0.5μm标准CMOS制造工艺的NPN型光电晶体管,即高响应率宽响应范围硅光电晶体管。该器件是由两个基区长度不同的横向结构的晶体管连接而成,发射极和集电极分别相连。其原理是器件工作在穿通状态,基区产生的光生载流子引起发射结势垒高度下降,大量电子可以从发射极被注入,从而产生很大的光生电流。该器件与传统光电晶体管比较,具有较低的暗电流,在偏置电压为2V时,暗电流只有1μA左右。器件有很高的光电响应率,对弱光响应特别敏感,实际测得在入射光功率密度为0.0125μW/cm2时,器件光电响应率可达106A/W,仿真结果显示在较强入射光照情况下其光电响应率也可以达到104A/W,远远高于其他光电器件在同等入射光功率密度条件下的响应率,可见,该器件的光电响应范围极宽,动态范围可以达到120dB以上。本文设计的这种硅光电晶体管不仅具有极高的光电响应率及很宽的响应范围,而且体积小,结构简单,与标准CMOS工艺完全兼容,制造时不需要特殊工艺步骤,这不但降低了制造该类光电器件的成本,而且便于与读出电路的集成,从而研制出更加灵巧的光电检测系统。