Що таке PIN-фотодетектор

Що такеPIN-фотодетектор

Фотодетектор — це саме високочутливийнапівпровідниковий фотонний пристрійякий перетворює світло на електрику, використовуючи фотоелектричний ефект. Його основним компонентом є фотодіод (PD-фотодетектор). Найпоширеніший тип складається з PN-переходу, відповідних електродних виводів та трубчастої оболонки. Він має односпрямовану провідність. Коли прикладається пряма напруга, діод проводить струм; коли прикладається зворотна напруга, діод вимикається. PD-фотодетектор подібний до звичайного напівпровідникового діода, за винятком того, щоФотодетектор PDпрацює під зворотною напругою та може бути підданий впливу. Він упакований через вікно або оптичне волокно, що дозволяє світлу досягати світлочутливої ​​частини пристрою.

Тим часом, найпоширенішим компонентом у фотодетекторі PD є не PN-перехід, а PIN-перехід. Порівняно з PN-переходом, PIN-перехід має додатковий шар I посередині. Шар I - це шар напівпровідника N-типу з дуже низькою концентрацією легування. Оскільки це майже власний напівпровідник з низькою концентрацією, його називають шаром I. Шар I є відносно товстим і майже займає всю область збіднення. Переважна більшість падаючих фотонів поглинається в шарі I та генерує електрон-діркові пари (фотогенеровані носії). По обидва боки шару I розташовані напівпровідники P-типу та N-типу з дуже високою концентрацією легування. Шари P та N дуже тонкі, поглинають дуже невелику частку падаючих фотонів і генерують невелику кількість фотогенерованих носіїв. Така структура може значно пришвидшити швидкість відгуку фотоелектричного ефекту. Однак надмірно широка область збіднення збільшить час дрейфу фотогенерованих носіїв в області збіднення, що натомість призводить до уповільнення відгуку. Тому ширину області збіднення слід вибирати розумно. Швидкість реакції діода з PIN-переходом можна змінювати, контролюючи ширину області виснаження.

PIN-фотодетектор — це високоточний радіаційний детектор з чудовою енергетичною роздільною здатністю та ефективністю виявлення. Він може точно вимірювати різні типи випромінювання, досягати швидкої реакції та високої стабільності роботи. Функціяфотодетекторполягає у перетворенні двох світлових хвильових сигналів після частоти биття в електричні сигнали, усуненні додаткового шуму інтенсивності світла локального генератора, посиленні сигналу проміжної частоти та покращенні співвідношення сигнал/шум. PIN-фотодетектори мають просту структуру, легкість використання, високу чутливість, високий коефіцієнт посилення, широку пропускну здатність, низький рівень шуму та сильну стійкість до перешкод. Вони можуть стабільно працювати в різних суворих умовах та в основному застосовуються для виявлення сигналів лідара для вимірювання вітру.