PIN光電二極管雪崩光電二極管特性及應(yīng)用

PINPIN核心詞:PINAbstract:PINphotodiodeandavalanchephotodiodearebothphoto-detectorsbasedoninternalphotoelectriceffect.Thisessayexpoundsthestructure,principleandindetailrespectively,italsolistcharacteristicparametersofPINPD，includingedgewavelength,quantumefficiency，responsivity，bandwidth，currentvoltagecharacteristicdiagram，noise，andAPD’saswell，includingexcessivenoisefactor，gainbandwidthproduct.WithacomparisonbetweenPINPDandAPD,wecandefinetheirownscopeofapplicationclearly.Atlast,itintroducesthepracticalapplicationofopticcommunication,laserranging，long-distancethesetwophotodiodeinfiber-laserfuzeandopticalsensorinbriefKeywords:PINPIN區(qū)吸取，因而光電轉(zhuǎn)換圖1Diode，如圖1二極管。在二極管的P-NGAPDRAPD圖(1)PINhc1.24<1>上限截止波長:，對于純Si，=1.12ev,上限截止波長=1.1m;對于Ge，=1.6m;對于InGaAs:=1.6,m。<2>平均電子數(shù)，設(shè)pnI/ep結(jié)寬為w，==1-exp(w)，欲使Ip<3>響應(yīng)度R:單位功率引發(fā)的光電流大小，即R=，單位A/W或mA/Wp<5>圖4為PIN光電二極管的伏安特性曲線極管的暗電流最低，GePIN光電二極管最大，這也是SiPIN光電二極管更受青睞的重要原因。圖4<6>PIN到90%t=2.19RC圖1閃爍噪聲f原則均方根散粒噪聲i=2eI，Ipps4KTB原則均方根熱噪聲電流i=，tR原則均方根暗電流噪聲i=2eI1閃爍噪聲在高頻條件下能夠忽視不計各PIN光電二極管的通用工作特性參數(shù)如圖6圖因此需選擇適宜的結(jié)寬w(1)響應(yīng)度R,由于APD的內(nèi)部增益M，APD響應(yīng)度R,=MR(2)增益帶寬積M，BW1Io倍增因子M:總輸出電流與起始電流之比，即M=，增益帶寬積M，BW,2,,IixF來表征這種倍增噪聲。F又可近似表為各雪崩光電二極管的通用工作特性參數(shù)如圖7圖PINPIN光電二極管、雪崩光電二極管均屬于半導(dǎo)體光電探測器，所使用的材料同樣，光譜響應(yīng)范疇也同樣。PIN光電二極管優(yōu)點在于響應(yīng)度高，響應(yīng)速度快，頻帶性輸出范疇寬，局限性之處在于I層電阻很大，管子的輸出電流小，普通多為零點幾微安至數(shù)微安，因此PIN光電二極管普通接有前置放大器。雪崩光電二極管是含有內(nèi)部增益光電探測器，雪崩增益雖比光電倍增管(PMT)小的多，但仍使APD度比PIN光電二極管高的多，解決了PIN微弱信號檢測時其優(yōu)點便更加明顯,但由于其增管效益，信號中的噪聲也會同時被放大，且其增益系數(shù)受溫度影響，必要時還需采用溫度賠償方法，較之PIN在光纖通信領(lǐng)域，兩者在光纖通信中均可作為光接受機。由于PIN光電二極管響應(yīng)度高，響應(yīng)速度快，基本能滿足絕大多數(shù)光接受機的規(guī)定，因此PIN光電二極管是光纖通信系統(tǒng)最慣用的檢測器。選用PINPD還是APD，割引發(fā)的損耗等)和噪聲。還是APD的問均能滿足規(guī)定，考慮到APD能放大系統(tǒng)噪聲，在選用PINPD題上，需考慮PIN光電二極管也可用于制作在光存儲(OS)，該傳感器由PIN《激光引信雪崩二極管光電探測》郭婧，張河，張祥金，王曉鋒《BiCMOSOptica