Что такоеPIN-фотодетектор
Фотодетектор – это именно высокочувствительныйполупроводниковое фотонное устройствоПреобразующий свет в электричество посредством фотоэлектрического эффекта. Его основным компонентом является фотодиод (фотодетектор с фотодиодом). Наиболее распространённый тип состоит из p-n-перехода, соответствующих электродных выводов и корпуса трубки. Он обладает однонаправленной проводимостью. При подаче прямого напряжения диод проводит ток, при подаче обратного напряжения диод закрывается. Фотодетектор с фотодиодом похож на обычный полупроводниковый диод, за исключением того, чтофотодетектор PDРаботает под обратным напряжением и может быть экспонирован. Он упакован через окно или оптоволоконное соединение, что позволяет свету достигать светочувствительной части устройства.
Между тем, наиболее часто используемым компонентом в фотодетекторе PD является не PN-переход, а PIN-переход. По сравнению с PN-переходом, PIN-переход имеет дополнительный слой I в середине. Слой I представляет собой слой полупроводника N-типа с очень низкой концентрацией легирования. Поскольку это почти собственный полупроводник с низкой концентрацией, он называется слоем I. Слой I относительно толстый и занимает почти всю обедненную область. Подавляющее большинство падающих фотонов поглощается в слое I и генерирует электронно-дырочные пары (фотогенерированные носители). По обе стороны от слоя I находятся полупроводники P-типа и N-типа с очень высокой концентрацией легирования. Слои P и N очень тонкие, поглощают очень малую долю падающих фотонов и генерируют небольшое количество фотогенерированных носителей. Такая структура может значительно ускорить скорость отклика фотоэлектрического эффекта. Однако слишком широкая область обеднения увеличит время дрейфа фотогенерированных носителей в области обеднения, что, в свою очередь, приведет к более медленному отклику. Поэтому ширина обеднённой области должна быть выбрана обоснованно. Скорость отклика PIN-перехода диода можно изменять, управляя шириной обеднённой области.
Фотодетектор PIN — это высокоточный детектор излучения с превосходным энергетическим разрешением и эффективностью обнаружения. Он способен точно измерять различные виды энергии излучения, обеспечивая быстрое реагирование и высокую стабильность. ФункцияфотодетекторЦелью PIN-фотодетекторов является преобразование двух сигналов световой волны после частоты биений в электрические сигналы, устранение дополнительного шума интенсивности света гетеродина, усиление сигнала промежуточной частоты и улучшение отношения сигнал/шум. PIN-фотодетекторы отличаются простотой конструкции, удобством использования, высокой чувствительностью, большим коэффициентом усиления, широкой полосой пропускания, низким уровнем шума и высокой помехоустойчивостью. Они способны стабильно работать в различных сложных условиях и в основном применяются для обнаружения сигналов лидаров для измерения ветра.
Время публикации: 21 апреля 2025 г.