Què és un fotodetector PIN?

Què és un/afotodetector PIN

Un fotodetector és precisament un dispositiu altament sensibledispositiu fotònic semiconductorque converteix la llum en electricitat utilitzant l'efecte fotoelèctric. El seu component principal és el fotodíode (fotodetector PD). El tipus més comú està compost per una unió PN, els cables d'elèctrode corresponents i una carcassa de tub. Té conductivitat unidireccional. Quan s'aplica una tensió directa, el díode condueix; quan s'aplica una tensió inversa, el díode es talla. El fotodetector PD és similar a un díode semiconductor comú, excepte quefotodetector PDfunciona a voltatge invers i es pot exposar. S'empaqueta a través d'una finestra o connexió de fibra òptica, permetent que la llum arribi a la part fotosensible del dispositiu.

Mentrestant, el component més utilitzat en un fotodetector PD no és la unió PN sinó la unió PIN. En comparació amb la unió PN, la unió PIN té una capa I addicional al mig. La capa I és una capa de semiconductor de tipus N amb una concentració de dopatge molt baixa. Com que és un semiconductor gairebé intrínsec amb una baixa concentració, s'anomena capa I. La capa I és relativament gruixuda i ocupa gairebé tota la regió d'esgotament. La gran majoria dels fotons incidents s'absorbeixen a la capa I i generen parells electró-forat (portadors fotogenerats). A banda i banda de la capa I hi ha semiconductors de tipus P i de tipus N amb concentracions de dopatge molt altes. Les capes P i N són molt primes, absorbeixen una proporció molt petita de fotons incidents i generen un petit nombre de portadors fotogenerats. Aquesta estructura pot accelerar significativament la velocitat de resposta de l'efecte fotoelèctric. Tanmateix, una regió d'esgotament massa àmplia allargarà el temps de deriva dels portadors fotogenerats a la regió d'esgotament, cosa que en canvi condueix a una resposta més lenta. Per tant, l'amplada de la regió d'esgotament s'ha de seleccionar raonablement. La velocitat de resposta del díode d'unió PIN es pot canviar controlant l'amplada de la regió d'esgotament.

El fotodetector PIN és un detector de radiació d'alta precisió amb una excel·lent resolució energètica i eficiència de detecció. Pot mesurar amb precisió diversos tipus d'energia de radiació i aconseguir una resposta ràpida i un rendiment d'alta estabilitat. La funció delfotodetectorés convertir els dos senyals d'ona de llum després de la freqüència de batec en senyals elèctrics, eliminar el soroll d'intensitat addicional de la llum de l'oscil·lador local, millorar el senyal de freqüència intermèdia i millorar la relació senyal-soroll. Els fotodetectors PIN presenten una estructura senzilla, facilitat d'ús, alta sensibilitat, alt guany, gran amplada de banda, baix soroll i una forta capacitat anti-interferències. Poden funcionar de manera estable en diversos entorns difícils i s'apliquen principalment en la detecció de senyals lidar de mesurament del vent.