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技術原理-光電二極管的類型介紹

更新時間:2024-04-12      點擊次數(shù):629

前言

RF Wireless World是一家專注無線通信領域的技術資訊和教育網(wǎng)站。它提供關于微波、無線通信以及相關技術領域的文章、教程、新聞和資源。根據(jù)RF Wireless World的分類,光電二極管大致可分為以下四種類型:PIN型、雪崩型、p-n型和肖特基二極管。


PIN二極管(PIN diode)

PIN二極管也稱為相移鍵控二極管,與常規(guī)的p-n結(jié)二極管不同之處在于它包含一個本征層。在常規(guī)的p-n結(jié)二極管中,一個低摻雜的本征層被插入到由P型半導體材料制成的P層和由N型半導體材料制成的N層之間,其純度接近于本征半導體。如果本征層的材料是低摻雜的P型半導體,則該二極管被稱為π型PIN二極管;如果本征層的材料是低摻雜的N型半導體,則該二極管被稱為ν型PIN二極管。在PIN二極管中,P層和N層通常由高度摻雜的半導體材料制成。由于存在本征層,PIN二極管通常具有比常規(guī)二極管更寬的耗盡區(qū)域、更高的結(jié)電阻和更低的結(jié)電容。


雪崩光電二極管(Avalanche photodiode)

雪崩光電二極管是一種半導體光檢測器,其工作原理類似于光倍增管。當施加較高的反向偏置(通常對硅材料為100-200V)時,APD能夠通過沖擊電離(雪崩擊穿)效應實現(xiàn)約100倍的內(nèi)部電流增益。一些硅制APD采用與傳統(tǒng)APD不同的摻雜技術,允許施加更高的電壓(>1500V)而不會擊穿,從而實現(xiàn)更大的增益(>1000)。一般來說,反向電壓越高,增益越大。APD主要用于激光測距儀和遠距離光纖通信。此外,它們還開始在正電子發(fā)射斷層攝影術和粒子物理學等領域使用。


p-n型光電二極管(p-n type photodiode)

當我們將P型半導體與N型半導體結(jié)合時,我們形成了所謂的p-n結(jié)二極管。在這種情況下,P型材料中的空穴和N型材料中的電子將在結(jié)附近結(jié)合,導致該區(qū)域失去載流子,從而形成所謂的耗盡區(qū)或空間電荷區(qū)。我們可能直覺地認為,N型半導體中的電子將繼續(xù)與P型半導體中的空穴在結(jié)處結(jié)合,直到所有電子和空穴被耗盡。然而,實際上,由于一些電子的喪失,接近結(jié)的N型半導體變得帶有正電荷,而由于一些空穴的喪失,P型半導體變得帶有負電荷。這些正離子和負離子在結(jié)處積累,阻止了進一步的電子和空穴的結(jié)合(正離子排斥空穴,負離子排斥電子),最終達到平衡狀態(tài)。


肖特基二極管(Schottky diode)

肖特基二極管的特點是其PN結(jié)由金屬與半導體材料的接觸形成,而不是傳統(tǒng)的PN結(jié)。這種金屬-半導體接觸被稱為肖特基勢壘。與常規(guī)的PN結(jié)二極管相比,肖特基二極管具有一些特別的特性:


光電二極管在現(xiàn)代技術應用中發(fā)揮著重要作用,不僅在環(huán)境感知領域有著廣泛應用,還在綠能、通信技術等領域具有重要價值。隨著科技的不斷發(fā)展和創(chuàng)新,光電二極管的應用前景將會更加廣闊。有鑒于此,精準量測設備扮演關鍵角色,光焱科技致力于提供讓光學傳感器變得更好的測試解決方案。旨在提高客戶產(chǎn)品的核心競爭力,歡迎來信了解更多,我們的專業(yè)團隊將立即為您服務。


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