p-i-n光電二極體

p-i-n光電二極體, p-i-n Photo-Diode （pin-PD），這是一種靈敏度比一般p-n結光(電)二極體（PD）要高的光檢測二極體，它是針對一般PD的不足、在結構上加以改進而得到的一種光電二極體。

基本介紹

• 中文名：p-i-n光電二極體
• 外文名： p-i-n Photo-Diode 
• 縮寫：pin-PD
• 類屬：光電二極體

基本結構

因為PD的主要有源區是勢壘區，所以展寬勢壘區即可提高靈敏度。p-i-n結光電二極體實際上也就是人為地把p-n結的勢壘區寬度加以擴展，即採用較寬的本徵半導體（i）層來取代勢壘區，而成為了p-i-n結（見圖示）。

p-i-n結光電二極體的有效作用區主要就是存在有電場的i型層（勢壘區），則產生光生載流子的有效區域增大了，擴散的影響減弱了，並且結電容也大大減小了，所以其光檢測的靈敏度和回響速度都得到了很大的提高。

基本設計

p-i-n結光電二極體中i型層的厚度d是一個重要的結構參量，從提高回響速度和靈敏度來看，要求d應該大一些；但是若d過大，則光生載流子在i層中漂移（速度為vd）的時間（d / vd）將增長，這反而不利，因此可根據d / vd = 調製信號周期T的一半來選取，即有d = vd T / 2。

另外，為了減小表面半導體層對光的吸收作用，應該採用禁頻寬度較大的視窗材料（例如在GaInAs體系中採用InP作為光照區，見圖示）。

（3）p-i-n雪崩倍增光電二極體：

在 p-i-n結光電二極體的基礎上，如果再加上較大的反向電壓（達到雪崩擊穿的程度），則還可把較少數量的光生載流子通過倍增效應而增加，即放大吸收光的信號，這可進一步增大光檢測的靈敏度，同時較大反向電壓的作用也可進一步提高其回響速度。這就是雪崩光電二極體（APD）。APD已經是光通信技術中用來接收微弱光信號的一種基本器件。