¿Qué es un fotodiodo PIN?

¿Qué es un fotodiodo PIN?

Diodo PIN

El fotodiodo PIN es un tipo de detector fotoeléctrico, que puede convertir señales ópticas en señales eléctricas. Esta tecnología se desarrolló a finales de los años 50. El diodo consta de tres regiones distintas.

Incluye una región p, una región intrínseca y una región n. La región p y la región n están más dopadas en comparación con las de los diodos p-n estándar. Además, la región intrínseca es más ancha que la región de carga espacial de una unión pn normal.

El fotodiodo PIN opera con un voltaje inverso aplicado y, cuando se aplica el sesgo inverso, la región de carga espacial debe cubrir completamente la región intrínseca. Pares electrón-agujero se generan en la región de carga espacial por absorción de fotones. La velocidad de conmutación de la respuesta en frecuencia del fotodiodo es inversamente proporcional a su tiempo de vida de portadores.

La velocidad de conmutación se puede mejorar con un tiempo de vida de portadores minoritarios pequeño. En aplicaciones de detectores fotoeléctricos donde la velocidad de respuesta es crucial, la región de agotamiento debe ampliarse tanto como sea posible para disminuir el tiempo de vida de los portadores minoritarios, lo que aumenta la velocidad de conmutación. Esto se puede lograr con un fotodiodo PIN, ya que la inserción de la región intrínseca hace que la anchura de la región de carga espacial sea mayor. A continuación se muestra un diagrama de un fotodiodo PIN normal.

El fotodiodo de avalancha (no confundir con el diodo de avalancha) es un tipo de detector fotoeléctrico que puede convertir señales en señales eléctricas. Las investigaciones pioneras en el desarrollo del diodo de avalancha se realizaron principalmente en la década de 1960. La configuración estructural del fotodiodo de avalancha es muy similar al fotodiodo PIN. Un fotodiodo PIN consta de tres regiones:

• Región p,

• Región intrínseca,

• Región n.

La diferencia es que el sesgo inverso aplicado es muy grande para causar ionización por impacto. Para el silicio como material SC, un diodo necesitará entre 100 y 200 voltios. Primero, los pares electrón-agujero se generan por absorción de fotones en la región de agotamiento. Estos pares electrón-agujero adicionales se generan a través de la ionización por impacto y se eliminan rápidamente de la región de agotamiento, resultando en tiempos de tránsito muy cortos.