PIN光电二极管雪崩光电二极管特性及应用

PINPIN核心词:PINAbstract:PINphotodiodeandavalanchephotodiodearebothphoto-detectorsbasedoninternalphotoelectriceffect.Thisessayexpoundsthestructure,principleandindetailrespectively,italsolistcharacteristicparametersofPINPD，includingedgewavelength,quantumefficiency，responsivity，bandwidth，currentvoltagecharacteristicdiagram，noise，andAPD’saswell，includingexcessivenoisefactor，gainbandwidthproduct.WithacomparisonbetweenPINPDandAPD,wecandefinetheirownscopeofapplicationclearly.Atlast,itintroducesthepracticalapplicationofopticcommunication,laserranging，long-distancethesetwophotodiodeinfiber-laserfuzeandopticalsensorinbriefKeywords:PINPIN区吸取，因而光电转换图1Diode，如图1二极管。在二极管的P-NGAPDRAPD图(1)PINhc1.24<1>上限截止波长:，对于纯Si，=1.12ev,上限截止波长=1.1m;对于Ge，=1.6m;对于InGaAs:=1.6,m。<2>平均电子数，设pnI/ep结宽为w，==1-exp(w)，欲使Ip<3>响应度R:单位功率引发的光电流大小，即R=，单位A/W或mA/Wp<5>图4为PIN光电二极管的伏安特性曲线极管的暗电流最低，GePIN光电二极管最大，这也是SiPIN光电二极管更受青睐的重要原因。图4<6>PIN到90%t=2.19RC图1闪烁噪声f原则均方根散粒噪声i=2eI，Ipps4KTB原则均方根热噪声电流i=，tR原则均方根暗电流噪声i=2eI1闪烁噪声在高频条件下能够忽视不计各PIN光电二极管的通用工作特性参数如图6图因此需选择适宜的结宽w(1)响应度R,由于APD的内部增益M，APD响应度R,=MR(2)增益带宽积M，BW1Io倍增因子M:总输出电流与起始电流之比，即M=，增益带宽积M，BW,2,,IixF来表征这种倍增噪声。F又可近似表为各雪崩光电二极管的通用工作特性参数如图7图PINPIN光电二极管、雪崩光电二极管均属于半导体光电探测器，所使用的材料同样，光谱响应范畴也同样。PIN光电二极管优点在于响应度高，响应速度快，频带性输出范畴宽，局限性之处在于I层电阻很大，管子的输出电流小，普通多为零点几微安至数微安，因此PIN光电二极管普通接有前置放大器。雪崩光电二极管是含有内部增益光电探测器，雪崩增益虽比光电倍增管(PMT)小的多，但仍使APD度比PIN光电二极管高的多，解决了PIN微弱信号检测时其优点便更加明显,但由于其增管效益，信号中的噪声也会同时被放大，且其增益系数受温度影响，必要时还需采用温度赔偿方法，较之PIN在光纤通信领域，两者在光纤通信中均可作为光接受机。由于PIN光电二极管响应度高，响应速度快，基本能满足绝大多数光接受机的规定，因此PIN光电二极管是光纤通信系统最惯用的检测器。选用PINPD还是APD，割引发的损耗等)和噪声。还是APD的问均能满足规定，考虑到APD能放大系统噪声，在选用PINPD题上，需考虑PIN光电二极管也可用于制作在光存储(OS)，该传感器由PIN《激光引信雪崩二极管光电探测》郭婧，张河，张祥金，王晓锋《BiCMOSOptica