چه چیزی PIN فوتودیود است

چه چیزی PIN فوتودیود است؟

PIN دیود

PIN فوتودیود نوعی از آشکارساز نوری است که می‌تواند سیگنال‌های نوری را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل کند. این فناوری در اواخر دهه ۱۹۵۰ توسعه یافت. دیود شامل سه منطقه متمایز است.این مناطق شامل یک منطقه p، یک منطقه ذاتی و یک منطقه n می‌شود. مناطق p و n نسبت به دیودهای p-n استاندارد دوپ شده‌تر هستند. علاوه بر این، منطقه ذاتی پهن‌تر از منطقه بار فضایی یک اتصال p-n عادی است.

PIN فوتودیود با یک ولتاژ معکوس اعمال‌شده عمل می‌کند و وقتی ولتاژ معکوس اعمال می‌شود، منطقه بار فضایی باید منطقه ذاتی را کاملاً پوشاند. جفت‌های الکترون-حفره در منطقه بار فضایی از طریق جذب فوتون تولید می‌شوند. سرعت سوئیچینگ پاسخ فرکانسی فوتودیود نسبت عکسی با طول عمر حامل‌ها دارد.

سرعت سوئیچینگ می‌تواند با طول عمر کوتاه حامل‌های اقلیت افزایش یابد. در کاربردهای آشکارساز نوری که سرعت پاسخ مهم است، منطقه خالی باید تا حد امکان پهن‌تر شود تا طول عمر حامل‌های اقلیت کاهش یابد و در نتیجه سرعت سوئیچینگ افزایش یابد. این امر می‌تواند با استفاده از PIN فوتودیود و افزودن منطقه ذاتی به منظور افزایش پهنای منطقه بار فضایی انجام شود. نمودار یک PIN فوتودیود عادی در زیر آمده است.

فوتودیود آوالانش (که نباید با دیود آوالانش اشتباه گرفته شود) نوعی از آشکارساز نوری است که می‌تواند سیگنال‌ها را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل کند. تحقیقات پیشگام در توسعه دیود آوالانش عمدتاً در دهه ۱۹۶۰ انجام شد. ساختار فوتودیود آوالانش بسیار مشابه با PIN فوتودیود است. یک PIN فوتودیود شامل سه منطقه است-منطقه p، منطقه ذاتی و منطقه n.

• منطقه p،

• منطقه ذاتی،

• منطقه n.

تفاوت این است که ولتاژ معکوس اعمال‌شده بسیار بالاست تا یونیزاسیون ضربه‌ای را ایجاد کند. برای سیلیکون به عنوان مواد نیمه‌رسانا، یک دیود نیاز به ۱۰۰ تا ۲۰۰ ولت دارد. ابتدا جفت‌های الکترون-حفره توسط جذب فوتون در منطقه خالی تولید می‌شوند. این جفت‌های الکترون-حفره اضافی از طریق یونیزاسیون ضربه‌ای تولید می‌شوند و به سرعت از منطقه خالی خارج می‌شوند، که منجر به زمان‌های عبور بسیار کوتاه می‌شود.