PIN光電二極管的基礎知識

什么是PIN光電二極管？

PIN光電二極管是一種將被照射光轉換為電信號的光電二極管。

光電二極管主要有三種類型：PN型、PIN型和APD（雪崩光電二極管），PIN光電二極管的結構是插入一個I型半導體（本征半導體），這是一種具有絕緣體的真正半導體，插入P型半導體和N型半導體之間。

與由P型和N型半導體PN鍵組成的PN光電二極管相比，PIN光電二極管的特點是從照射到轉化為電信號的時間響應速度更快。

PIN光電二極管的應用

PIN光電二極管是使用最g廣泛的光電二極管，其特點是靈敏度高且響應速度快。

具體來說，它包括用于CCD和CMOS傳感器（如數碼相機）的光感受器、CD和DVD的光學拾取器、遙控器接收器、光學通信系統接收器、光電探測器如光度計和曝光表、條碼讀寫器、字符讀寫器、汽車用的太陽傳感器和隧道傳感器，以及X射線探測器。 它被廣泛應用于多個領域，如輻射探測器。

PIN光電二極管原理

PIN光電二極管的結構是，I型半導體和絕緣體夾在P型半導體和N型半導體之間。

P型半導體區域是光接收區，N型半導體側是基板側，I型半導體區是取代耗盡層的光吸收區。 P層非常薄，便于接受內部光線，而I層（吸收光線層）相對較厚。

如果我們在P側施加負偏置，N側施加正偏置，P層的空穴會移動到負側，N層的電子會移動到正側，中間層將是載流子較少的空層。 由于I層中沒有載流子，空層的寬度會增加I層的厚度。

在此狀態下，當能量大于帶隙的光從P層側照射時，電子被光激發并成為自由電子，并在跡線中形成空穴。 耗盡層產生的電子流向N層，空穴流向P層，光電流流經PIN光電二極管。 此時，電流的大小與入射光的強度成正比。

PIN光電二極管作為光接收元件的載流子運動速度更快，響應時間也比PN光電二極管快，因為它們采用反向偏置方式作用于由I層形成的寬層耗盡層。 此外，耗盡層（即光吸收區）較寬，因此靈敏度較高。