PINフォトダイオードとは何か

PINフォトダイオードとは何ですか？

PINダイオード

PINフォトダイオードは一種の光検出器であり、光信号を電気信号に変換することができます。この技術は1950年代後半に開発されました。ダイオードは3つの異なる領域で構成されています。

それはP領域、本質的な領域、N領域を含んでいます。P領域とN領域は標準的なPNダイオードよりも重くドープされています。さらに、本質的な領域は通常のPN接合の空間電荷領域よりも広いです。

PINフォトダイオードは逆バイアス電圧が適用された状態で動作し、逆バイアスが適用されると、空間電荷領域は本質的な領域全体を覆う必要があります。電子-正孔対は光子吸収によって空間電荷領域で生成されます。フォトダイオードの周波数応答の切り替え速度はキャリア寿命に反比例します。

少数キャリア寿命が短いことで切り替え速度を向上させることができます。応答速度が重要となる光検出器アプリケーションでは、少数キャリア寿命を減らすために、可能な限り空間電荷領域を広げて切り替え速度を高めるべきです。これは、本質的な領域を挿入することで空間電荷幅を大きくするPINフォトダイオードによって達成できます。通常のPINフォトダイオードの図は以下の通りです。

雪崩フォトダイオード（雪崩ダイオードと混同しないように）は、信号を電気信号に変換できる種類の光検出器です。雪崩ダイオードの開発に関する先駆的な研究は主に1960年代に行われました。雪崩フォトダイオードの構造はPINフォトダイオードと非常に似ています。PINフォトダイオードは3つの領域で構成されています。

• P領域、

• 本質的な領域、

• N領域。

違いは、逆バイアスが非常に大きくて衝突イオン化を引き起こすことです。シリコンを使用した場合、ダイオードには100〜200ボルトが必要です。まず、光子吸収によって枯渇領域で電子-正孔対が生成されます。これらの追加の電子-正孔対は衝突イオン化によって生成され、迅速に枯渇領域から排出され、非常に短い通過時間をもたらします。