日期：2023-05-16
在 PIN 光敏二極管中，一層弱摻雜半導(dǎo)體“i”夾在對光子透明的 p 和 n 半導(dǎo)體層之間?！癷”區(qū)在勢壘極化下被強烈耗盡。在這個區(qū)域，有一個強電場，增加了光子吸收產(chǎn)生的載流子。區(qū)域“i”連同兩側(cè)的擴散區(qū)域占據(jù)很大的尺寸 d，光子產(chǎn)生的大部分載流子加入電流，量子效率 η 上升。位置“i”的長度是增加性能 η 和增加載流子流動時間之間的權(quán)衡，這會降低光電二極管的工作帶寬。pin 二極管的產(chǎn)品選擇對其正常工作很重要。制造“i”層的材料應(yīng)該吸收來自特定波長帶的光子。價帶和導(dǎo)帶之間的能量空間寬度 Eg= (EC-EV) 應(yīng)略小于吸收光子的能量。
光敏二極管一、流線型結(jié)構(gòu)
上面顯示了 PIN 光敏二極管的流線型結(jié)構(gòu)。當(dāng)光電二極管為負極化且未點亮?xí)r，光敏二極管電路中會流過一個小暗電流 IS，類似于 pn 二極管?！癷”區(qū)存在強電場，可以快速消除光子吸收過程中產(chǎn)生的電子和空穴。PIN 光敏二極管的靈敏度級別可以通過該關(guān)系得到很好的解釋。上面的關(guān)系中引入了兩個因素。因子(1-R)表示來自光電二極管半導(dǎo)體材料表面積的光子表示結(jié)果的影響。表示效應(yīng)會大大降低 RFD 的靈敏度值。因此，在幾種樣式中，光電二極管表面區(qū)域使用了獨特的抗反射層，以匹配真空和半導(dǎo)體材料的波阻抗。當(dāng)使用抗反射層涂層時，量子效率增加。
光敏二極管二、靈敏度
第二個因素 (1-e-αd) 解釋了并非所有光子都被吸收在“i”層中的事實，這表明靈敏度顯著降低。增加“i”層的厚度 d 可提高靈敏度水平，但會增加載流子流動時間，從而限制光電二極管的工作帶寬。光輻射通過光纖饋送到光電二極管。輸送結(jié)構(gòu)可以多種方式制成。光信號幾乎無損地流入 InGaAs 層，在該層中會產(chǎn)生電子空穴組。光敏二極管還可以從對面增亮。在這里，輸出電信號直接饋入微波微帶線。這種補救措施用于寬帶光接收器。還構(gòu)建了獨特的光電二極管結(jié)構(gòu)，其中“p”和“n”層以布拉格鏡的形式制成，類似于 VCSEL 表面耗盡激光器中的結(jié)構(gòu)。布拉格反射鏡之間的光子吸收“i”層是一種強大的結(jié)構(gòu)。因此，光電二極管最終成為一種選擇性器件，有利于特定波長 λ。
光敏二極管三、光鏈路
在雪崩光敏二極管中，pin 二極管結(jié)構(gòu)中引入了一個額外的“p”區(qū)。對于勢壘極化，通常為數(shù)十伏，該區(qū)域存在強大的電場。在此區(qū)域中流動的電子被加速，獲得能量并產(chǎn)生連續(xù)的電子-空穴對。碰撞電離、雪崩倍增的過程發(fā)生，結(jié)果二極管電流增加許多倍(M 倍)。二極管電流隨著 U 的增加呈指數(shù)增加，直到雪崩擊穿。典型的、實際可實現(xiàn)的 M 值最高可達 100。雪崩二極管最初因其高靈敏度價值而被方便地用于光鏈路。盡管如此，它們的缺點實際上大大限制了它們的應(yīng)用。雪崩光電二極管的負面影響包括：大極化電壓，工作帶寬減少約 √，靈敏度提高百倍，工作數(shù)據(jù)傳輸減少十倍，靈敏度對溫度水平的強烈依賴性，
光敏二極管四、簡化結(jié)構(gòu)
此外還證明，由于雪崩二極管增加了大噪聲，使用晶體管放大器更容易獲得光接收器的適當(dāng)靈敏度水平。因此，雪崩光敏二極管僅用于獨特的光鏈路系統(tǒng)。雪崩光電二極管的工作示意圖。(A) 具有電流倍增 p 區(qū)的雪崩光電二極管的簡化結(jié)構(gòu)。(B) 勢壘極化的電場分布。(C) 平面雪崩光敏二極管的結(jié)構(gòu)。
以上就是關(guān)于光敏二極管是用了什么材料的分享，相信大家在看了以上的總結(jié)之后，也已經(jīng)對這方面的知識有了一定的了解，想要了解更多關(guān)于光敏二極管以及紅外接收頭的知識資訊，可以前往官網(wǎng)的客服進行咨詢。
關(guān)注微信
技術(shù)支持：百川互聯(lián) Copyright@ 2019 深圳成光興光電技術(shù)股份有限公司 粵ICP備15026167號-1
