Kaj je PIN fotodetektor

Kaj je aPIN-fotodetektor

Fotodetektor je pravzaprav zelo občutljivpolprevodniška fotonska napravaki pretvarja svetlobo v elektriko z uporabo fotoelektričnega učinka. Njegova glavna komponenta je fotodioda (PD fotodetektor). Najpogostejši tip je sestavljen iz PN spoja, ustreznih elektrodnih vodnikov in cevnega ohišja. Ima enosmerno prevodnost. Ko je priključena direktna napetost, dioda prevaja; ko je priključena povratna napetost, se dioda prekine. PD fotodetektor je podoben običajni polprevodniški diodi, le da ...PD fotodetektordeluje pod obratno napetostjo in je lahko izpostavljen. Pakiran je skozi okno ali optično vlakno, kar omogoča, da svetloba doseže fotoobčutljivi del naprave.

Medtem najpogosteje uporabljena komponenta v PD fotodetektorju ni PN spoj, temveč PIN spoj. V primerjavi s PN spojem ima PIN spoj na sredini dodatno plast I. Plast I je plast polprevodnika tipa N z zelo nizko koncentracijo dopiranja. Ker je skoraj intrinzičen polprevodnik z nizko koncentracijo, se imenuje plast I. Plast I je relativno debela in skoraj zaseda celotno območje osiromašenja. Velika večina vpadnih fotonov se absorbira v plasti I in ustvari pare elektronov in vrzeli (fotogenerirane nosilce). Na obeh straneh plasti I so polprevodniki tipa P in tipa N z zelo visokimi koncentracijami dopiranja. Plasti P in N sta zelo tanki, absorbirata zelo majhen delež vpadnih fotonov in ustvarita majhno število fotogeneriranih nosilcev. Ta struktura lahko znatno pospeši odzivno hitrost fotoelektričnega učinka. Vendar pa bo preširoko območje osiromašenja podaljšalo čas premika fotogeneriranih nosilcev v območju osiromašenja, kar namesto tega vodi do počasnejšega odziva. Zato je treba širino območja osiromašenja izbrati razumno. Odzivno hitrost PIN spojne diode lahko spremenimo z nadzorom širine območja izčrpavanja.

Fotodetektor PIN je visoko natančen detektor sevanja z odlično energijsko ločljivostjo in učinkovitostjo zaznavanja. Natančno lahko meri različne vrste sevalne energije ter doseže hiter odziv in visoko stabilnost. Funkcijafotodetektorje pretvorba dveh signalov svetlobnih valov po frekvenci utripanja v električne signale, odprava dodatnega šuma intenzivnosti svetlobe lokalnega oscilatorja, izboljšanje signala vmesne frekvence in izboljšanje razmerja signal/šum. PIN fotodetektorji imajo preprosto strukturo, enostavnost uporabe, visoko občutljivost, visok ojačanje, veliko pasovno širino, nizek šum in močno sposobnost preprečevanja motenj. Lahko delujejo stabilno v različnih zahtevnih okoljih in se uporabljajo predvsem pri meritvah vetra z zaznavanjem lidar signalov.