O que é um fotodetector PIN?

O que é umfotodetector PIN

Um fotodetector é precisamente um dispositivo altamente sensível.dispositivo fotônico semicondutorque converte luz em eletricidade utilizando o efeito fotoelétrico. Seu principal componente é o fotodiodo (fotodetector PD). O tipo mais comum é composto por uma junção PN, terminais de eletrodo correspondentes e um invólucro tubular. Possui condutividade unidirecional. Quando uma tensão direta é aplicada, o diodo conduz; quando uma tensão reversa é aplicada, o diodo interrompe a condução. O fotodetector PD é semelhante a um diodo semicondutor comum, exceto queFotodetector PDOpera sob tensão reversa e pode ser exposto. É encapsulado através de uma janela ou conexão de fibra óptica, permitindo que a luz alcance a parte fotossensível do dispositivo.

Entretanto, o componente mais comumente usado em fotodetectores PD não é a junção PN, mas sim a junção PIN. Comparada à junção PN, a junção PIN possui uma camada I adicional no meio. A camada I é uma camada de semicondutor tipo N com uma concentração de dopagem muito baixa. Por ser um semicondutor quase intrínseco com baixa concentração, é chamada de camada I. A camada I é relativamente espessa e ocupa quase toda a região de depleção. A grande maioria dos fótons incidentes é absorvida na camada I, gerando pares elétron-buraco (portadores fotogerados). Em ambos os lados da camada I, encontram-se semicondutores tipo P e tipo N com concentrações de dopagem muito altas. As camadas P e N são muito finas, absorvendo uma proporção muito pequena de fótons incidentes e gerando um pequeno número de portadores fotogerados. Essa estrutura pode acelerar significativamente a velocidade de resposta do efeito fotoelétrico. No entanto, uma região de depleção excessivamente larga prolongará o tempo de deriva dos portadores fotogerados nessa região, o que, por sua vez, leva a uma resposta mais lenta. Portanto, a largura da região de depleção deve ser selecionada de forma adequada. A velocidade de resposta do diodo de junção PIN pode ser alterada controlando-se a largura da região de depleção.

O fotodetector PIN é um detector de radiação de alta precisão com excelente resolução energética e eficiência de detecção. Ele pode medir com precisão vários tipos de energia de radiação e alcançar resposta rápida e alto desempenho de estabilidade. A função dofotodetectorO objetivo é converter os dois sinais de onda de luz após a frequência de batimento em sinais elétricos, eliminando o ruído de intensidade adicional da luz do oscilador local, amplificando o sinal de frequência intermediária e melhorando a relação sinal-ruído. Os fotodetectores PIN apresentam estrutura simples, facilidade de uso, alta sensibilidade, alto ganho, alta largura de banda, baixo ruído e forte capacidade anti-interferência. Eles podem operar de forma estável em diversos ambientes adversos e são aplicados principalmente na detecção de sinais de lidar para medição de vento.