P-i-n-фотодиоды Выполнила: студентка 21614 группы Глазнева Н.А. - презентация

1 p-i-n-фотодиоды Выполнила: студентка группы Глазнева Н.А.

2 p-i-n-фотодиод разновидность фотодиода, в котором между областями электронной (n) и дырочной (p) проводимости находится собственный (нелегированный) полупроводник (i-область). Толщина i-слоя выбирается достаточно большой (500 – 700 мкм), легированные слои сделаны очень тонкими все оптическое излучение поглощалось в i- слое и сокращалось время переноса зарядов из i-зоны в легированные области Конструкция pin-фотодиода

3 Принцип работы Фотон входит в i-область, порождая образование электронно- дырочных пар. Носители заряда, попадая в электрическое поле ОПЗ, начинают двигаться к высоколегированным областям, создавая электрический ток, который может быть детектирован внешней цепью. Проводимость диода зависит от длины волны, интенсивности и частоты модуляции падающего излучения. i-слой называется обеднённым слоем, поскольку в нём нет свободных носителей. Сильное легирование крайних слоев делает их проводящими, поэтому всё напряжение падает на i-слое и в нём создаётся максимальное значение электрического поля.

4 Основные параметры чувствительность (в современных p-i-n-фотодиодах чувствительность составляет величину от 10 н Вт до 100 п Вт, что соответствует -50 д Бм д Бм); квантовая эффективность (в p-i-n-фотодиодах обычно достигает 80%, для фотодиодов, сконструированных для применения в оптоволоконных линиях, емкость перехода равна 0,2 пФ при рабочей поверхности диода 200 мкм); время отклика (фотогенерированные носители в i- слое будут разделяться в сильном электрическом поле, и фото отклик таких диодов будет быстрым).

5 Кремниевые p-i-n-фотодиоды Кремниевые p-i-n-фотодиоды обладают низкой зарядовой емкостью, которая позволяет им работать в широком диапазоне частот при низком напряжении смещения. При подключении кремниевых p-i-n- фотодиодов к высокоскоростному предусилителю их малая общая емкость обеспечивает высокое быстродействие и низкий уровень шума. Эта особенность делает кремниевые p-i-n-фотодиоды идеальными детекторами для применения в высокоскоростной фотометрии и оптических линиях связи. Эти приборы поставляются в нескольких типах корпусов (металлический, керамический и пластмассовый) и с различными размерами активной области. Также доступны p-i-n-фотодиоды с мини- линзами, благодаря которым повышается коэффициент передачи оптической мощности.

6 Достоинства: есть возможность обеспечения чувствительности в длинноволновой части спектра за счет изменения ширины i-области; высокая квантовая эффективность и быстродействие; малое рабочее напряжение Uраб. сложность получения высокой чистоты i-области. Недостатки:

7 Схема включения p-i-n-фотодиода В схеме включения разделительная емкость С р позволяет устранить высокое напряжение смещения до 30 В со входа малошумящего усилителя. Динамический диапазон входных оптических мощностей для схемы фотодиода с усилителем может достигать 60 дБ.

8 Спасибо за внимание!