Ano ang isang PIN photodetector

Ano ang isangPIN photodetector

Ang isang photodetector ay isang lubos na sensitibongaparatong potonik na semiconductorna nagko-convert 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 PN junction, kaukulang electrode lead at isang tube shell. Mayroon itong unidirectional conductivity. Kapag ang forward voltage ay inilapat, ang diode ay nagko-conduct; kapag ang reverse voltage ay inilapat, ang diode ay napuputol. Ang PD photodetector ay katulad ng isang karaniwang semiconductor diode, maliban saPD photodetectorGumagana sa ilalim ng reverse voltage at maaaring ma-expose. Ito ay naka-package sa pamamagitan ng window o optical fiber connection, na nagpapahintulot sa liwanag na makarating sa 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 semiconductor na may napakababang konsentrasyon ng doping. Dahil ito ay 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 depletion. Ang karamihan sa mga incident photon ay nasisipsip sa I layer at bumubuo ng mga electron-hole pair (photogenerated carriers). Sa magkabilang panig ng I layer ay ang mga P-type at N-type semiconductor na may napakataas na konsentrasyon ng doping. Ang mga P at N layer ay napakanipis, na sumisipsip ng napakaliit na proporsyon ng mga incident photon at bumubuo ng maliit na bilang ng mga photogenerated carrier. Ang istrukturang ito ay maaaring makabuluhang mapabilis ang bilis ng tugon ng photoelectric effect. Gayunpaman, ang isang masyadong malawak na rehiyon ng depletion ay magpapahaba sa oras ng pag-drift ng mga photogenerated carrier sa rehiyon ng depletion, na sa halip ay hahantong sa isang mas mabagal na tugon. Samakatuwid, ang lapad ng rehiyon ng depletion ay dapat na makatwirang piliin. Maaaring baguhin ang bilis ng pagtugon ng PIN junction diode sa pamamagitan ng pagkontrol sa lapad ng rehiyon ng pagkaubos.

Ang PIN photodetector ay isang high-precision radiation detector na may mahusay na resolusyon ng enerhiya at kahusayan sa pagtukoy. Kaya nitong tumpak na masukat ang iba't ibang uri ng enerhiya ng radiation at makamit ang mabilis na tugon at mataas na pagganap ng katatagan. Ang tungkulin ngphotodetectoray ang pag-convert ng dalawang signal ng alon ng liwanag pagkatapos ng beat frequency tungo sa mga electrical signal, pag-aalis ng karagdagang intensity ng ingay ng lokal na oscillator light, pagpapahusay ng intermediate frequency signal, at pagpapabuti ng signal-to-noise ratio. Ang mga PIN photodetector ay nagtatampok ng simpleng istraktura, kadalian ng paggamit, mataas na sensitivity, mataas na gain, mataas na bandwidth, mababang ingay, at malakas na kakayahang anti-interference. Maaari silang gumana nang matatag sa iba't ibang malupit na kapaligiran at pangunahing ginagamit sa pagsukat ng hangin sa lidar signal detection.