PIN二極管介紹-PIN光電二極管結構及原理-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2023-07-26
光電二極管是反向偏置工作的PN結二極管，DVD播放器，CD驅動器中經常會使用到它。PIN型光電二極管也稱PIN結二極管、PIN二極管，在兩種半導體之間的 PN結，或者半導體與金屬之間的結的鄰近區域，在P區與N區之間生成I型層，吸收光輻射而產生光電流的一種光檢測器。具有結電容小、渡越時間短、靈敏度高等優點。
在光電二極管的PN結中間摻入一層濃度很低的I型半導體，就可以增大耗盡區的寬度，達到減小擴散運動的影響，提高響應速度的目的。由于這一摻入層的摻雜濃度低，近乎本征（Intrinsic）半導體，故稱I層，因此這種結構成為PIN光電二極管。
I層較厚，幾乎占據了整個耗盡區。絕大部分的入射光在I層內被吸收并產生大量的電子-空穴對。在I層兩側是摻雜濃度很高的P型和N型半導體，P層和N層很薄，吸收入射光的比例很小。因而光產生電流中漂移分量占了主導地位，這就大大加快了響應速度。
PIN光電二極管圖形符號
PIN光電二極管的符號表示與標準pn結二極管的符號表示相同，但二極管上方的向下箭頭表示光。
PIN光電二極管結構
PIN光電二極管包括三層-p層，I或本征層和n層。 P層摻雜有三價雜質，N層摻雜有五價雜質。 I層是未摻雜的或非常輕摻雜的。 P端子的作用類似于陽極，N端子的作用類似于陰極。 與普通的PN結二極管不同，PIN光電二極管中本征層的寬度更大。
它可以通過兩種方式構造：
平面結構： 在這種類型的結構中，在p層上制造了薄的外延膜。
臺面結構： 在這種類型的結構中，已經摻雜的半導體層生長在本征層上。
PIN光電二極管電路圖
PIN光電二極管僅在反向偏置時才用作光電檢測器。 陽極與電池的負極連接。 電池的正極通過電阻連接到陰極。
PIN光電二極管的工作原理
當向器件施加反向偏壓時，耗盡區開始在本征層中擴展。 寬度不斷增加，直到達到I層的厚度。
結果，耗盡區變得沒有任何移動電荷載流子。 因此沒有電流流動。 此時，在耗盡區中沒有發生電子-空穴復合。
當光線充足時（ H？ ≥ 半導體的帶隙能）進入I區，每個吸收的光子產生一個電子-空穴對。 由于存在于耗盡區中的勢壘電場，因此這些對承受強大的力。 該力將兩對分開，電荷載流子沿相反方向移動，并產生電流。 因此，光能被轉換成電能。
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