Ano ang PIN photodetector

Ano ang aPIN photodetector

Ang isang photodetector ay tiyak na isang napaka-sensitibosemiconductor photonic devicena nagpapalit ng liwanag sa kuryente sa pamamagitan ng paggamit ng photoelectric effect. Ang pangunahing bahagi nito ay ang photodiode (PD photodetector). Ang pinakakaraniwang uri ay binubuo ng isang PN junction, kaukulang electrode leads at isang tube shell. Mayroon itong unidirectional conductivity. Kapag ang isang pasulong na boltahe ay inilapat, ang diode ay nagsasagawa; kapag ang isang reverse boltahe ay inilapat, ang diode ay pumutol. Ang PD photodetector ay katulad ng isang karaniwang semiconductor diode, maliban doonPD photodetectorgumagana sa ilalim ng reverse boltahe at maaaring malantad. Naka-package ito sa pamamagitan ng koneksyon ng bintana o optical fiber, na nagpapahintulot sa liwanag na maabot ang photosensitive na bahagi ng device.

Samantala, ang pinakakaraniwang ginagamit na bahagi sa PD photodetector ay hindi ang PN junction kundi ang PIN junction. Kung ikukumpara sa PN junction, ang PIN junction ay may karagdagang I layer sa gitna. Ang I layer ay isang layer ng N-type na semiconductor na may napakababang doping concentration. Dahil ito ay isang halos Intrinsic semiconductor na may mababang konsentrasyon, ito ay tinatawag na I layer. Ang Layer I ay medyo makapal at halos sumasakop sa buong rehiyon ng pagkaubos. Ang karamihan sa mga photon ng insidente ay nasisipsip sa I layer at bumubuo ng mga pares ng electron-hole (photogenerated carrier). Sa magkabilang panig ng I layer ay P-type at N-type semiconductors na may napakataas na doping concentrations. Ang mga layer ng P at N ay napakanipis, sumisipsip ng napakaliit na proporsyon ng mga photon ng insidente at bumubuo ng isang maliit na bilang ng mga carrier na nabuo ng larawan. Ang istrukturang ito ay maaaring makabuluhang mapabilis ang bilis ng pagtugon ng photoelectric effect. Gayunpaman, ang isang masyadong malawak na rehiyon ng pagkaubos ay magpapahaba sa oras ng pag-anod ng mga photogenerated na carrier sa rehiyon ng pagkaubos, na sa halip ay humahantong sa isang mas mabagal na tugon. Samakatuwid, ang lapad ng rehiyon ng pagkaubos ay dapat na makatwirang piliin. Ang bilis ng pagtugon ng PIN junction diode ay maaaring mabago sa pamamagitan ng pagkontrol sa lapad ng rehiyon ng pagkaubos.

Ang PIN photodetector ay isang high-precision radiation detector na may mahusay na resolution ng enerhiya at kahusayan sa pagtuklas. Maaari itong tumpak na sukatin ang iba't ibang uri ng enerhiya ng radiation at makamit ang mabilis na pagtugon at mataas na pagganap ng katatagan. Ang tungkulin ngphotodetectoray upang i-convert ang dalawang light wave signal pagkatapos ng beat frequency sa electrical signal, alisin ang karagdagang intensity ng ingay ng lokal na oscillator light, pagandahin ang intermediate frequency signal, at pagbutihin ang signal-to-noise ratio. Nagtatampok ang mga photodetector ng PIN ng isang simpleng istraktura, kadalian ng paggamit, mataas na sensitivity, mataas na nakuha, mataas na bandwidth, mababang ingay, at malakas na kakayahan sa anti-interference. Maaari silang gumana nang matatag sa iba't ibang malupit na kapaligiran at pangunahing inilalapat sa pagsukat ng hangin ng lidar signal detection.