Hvad er en PIN-fotodiod?

Hvad er en PIN-fotodiode?

PIN Diode

En PIN-fotodiode er en type fotodetektor, der kan konvertere optiske signaler til elektriske signaler. Denne teknologi blev udviklet i slutningen af 1950'erne. Dioden består af tre distinkte regioner.

Den inkluderer en p-region, en intrinsisk region og en n-region. P-regionen og n-regionen er mere tungt dæmpet sammenlignet med de i standard p-n dioder. Desuden er den intrinsiske region bredere end romladningsregionen i en normal pn-forbindelse.

PIN-fotodioden fungerer med anvendt omvendt spænding, og når den omvendte spænding er pålagt, skal romladningsregionen dække den intrinsiske region fuldstændigt. Elektron-hulbånd par genereres i romladningsregionen ved fotonabsorption. Tilsynets hastighed for fotodiodes frekvenssvar er invers proportionel til dens bærerlivstid.

Tilsynethastigheden kan forbedres ved en lille minoritetsbærerlivstid. I fotodetektorapplikationer, hvor svarhastighed er vigtig, bør romladningsregionen være så bred som muligt for at reducere minoritetsbærerlivstiden, hvilket øger tilsynethastigheden. Dette kan opnås ved at bruge en PIN-fotodiode, da indførelsen af den intrinsiske region gør romladningsbredde større. Herunder vises et diagram over en normal PIN-fotodiode.

Avalanche-fotodiode (ikke at forveksle med en avalanche-diode) er en type fotodetektor, der kan konvertere signaler til elektriske signaler. De pionerende forskningsarbejder i udviklingen af avalanche-diode blev hovedsageligt udført i 1960'erne. Avalanche-fotodiodes strukturelle konfiguration ligner meget en PIN-fotodiode. En PIN-fotodiode består af tre regioner-

• P-region,

• Intrinsisk region,

• N-region.

Forskellen er, at den anvendte omvendte spænding er meget stor for at forårsage påvirkningsionisering. For silicium som sc-materiale vil en diode have brug for mellem 100 og 200 volt. Først genereres elektron-hulbånd par ved fotonabsorption i romladningsregionen. Disse yderligere elektron-hulbånd par genereres gennem påvirkningsionisering og bliver hurtigt fjernet fra romladningsregionen, hvilket resulterer i meget korte transitider.