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PN Fotodiode & PIN Fotodiode

PN Fotodiode & PIN Fotodiode

Die PN-Fotodiode und die PIN-Fotodiode sind zwei der gebräuchlichsten Formate für Fotodioden.

Sowohl die PIN-Fotodiode als auch die PN-Fotodiode werden aufgrund ihrer Eigenschaften häufig für eine Vielzahl von Fotodetektionsanwendungen verwendet.

PN Fotodiode

Die grundlegende PN-Fotodiode wird in einer Reihe von Fällen verwendet. Die Fotoerkennung erfolgt im Verarmungsbereich der Diode. Da dies relativ klein ist, ist die Empfindlichkeit nicht so groß wie bei einigen anderen Formen von Fotodioden.

Grundlagen der PIN-Fotodiode

Die PIN-Fotodiode bietet eine zusätzliche Empfindlichkeit und Leistung gegenüber der Basis-PN-Sperrschicht-Fotodiode.

Eine der Hauptanforderungen für jeden Fotodetektor ist ein ausreichend großer Bereich, in dem die Lichtphotonen gesammelt und umgewandelt werden können. Dies wird erreicht, indem ein großer Verarmungsbereich - der Bereich, in dem die Lichtumwandlung stattfindet - erzeugt wird, indem dem PN-Übergang ein intrinsischer Bereich hinzugefügt wird, um einen PIN-Übergang zu erzeugen.

Einer der Schlüsselparameter beim Entwurf der PIN-Fotodiode besteht darin, dem Licht den Eintritt in den Eigenbereich zu ermöglichen. Das physikalische Design der Fotodiode muss dies berücksichtigen, damit die Lichtsammlung optimiert wird.

Fotodioden im Allgemeinen und in diesem Fall reagiert die PIN-Fotodiode unterschiedlich auf unterschiedliche Lichtwellenlängen. Im Allgemeinen ist die Dicke des Bereichs oder der Schicht vom oberen p-Typ einer der Schlüsselparameter bei der Bestimmung der Antwortempfindlichkeit.

PIN-Fotodiodenanwendungen

Die PIN-Fotodiode hat keine Verstärkung, und für einige Anwendungen kann dies ein Nachteil sein. Trotzdem ist es immer noch die am weitesten verbreitete Form von Dioden, die in Audio-CD-Playern, DVD-Laufwerken usw. Anwendung finden. Darüber hinaus werden sie in optischen Kommunikationssystemen verwendet.

PIN-Fotodioden werden auch als Kernstrahlungsdetektoren verwendet. Es gibt verschiedene Arten von Kernstrahlung. Die Strahlung kann in Form von hochenergetischen geladenen oder ungeladenen Partikeln vorliegen oder es kann sich auch um elektromagnetische Strahlung handeln. Die Diode kann alle diese Strahlungsformen erfassen. Die elektromagnetische Strahlung, deren Form Licht ist, erzeugt wie bereits erwähnt die Loch-Elektronen-Paare. Die Partikel haben genau den gleichen Effekt. Da jedoch nur eine geringe Energiemenge erforderlich ist, um ein Loch-Elektronen-Paar zu erzeugen, kann ein einzelnes hochenergetisches Teilchen mehrere Loch-Elektronen-Paare erzeugen.

PN / PIN-Fotodiodenvergleich

Sowohl PN-Fotodioden als auch PIN-Fotodioden können von vielen Anbietern bezogen werden. Beim Entwurf einer Fotodetektorschaltung muss abhängig von der Leistung und den erforderlichen Eigenschaften der richtige Fotodiodentyp ausgewählt werden:

PN-Fotodiode:

  • Eine PN-Fotodiode erfordert keine Sperrvorspannung und ist daher aufgrund der verbesserten Rauschleistung besser für Anwendungen bei schlechten Lichtverhältnissen geeignet.

PIN-Fotodiode:

  • Die von der PIN-Fotodiode erforderliche Sperrvorspannung führt einen Rauschstrom ein, der das Signal-Rausch-Verhältnis verringert
  • Die Reveres-Vorspannung bietet eine bessere Leistung für Anwendungen mit hohem Dynamikbereich
  • Die erforderliche Sperrvorspannung bietet eine bessere Leistung für Anwendungen mit hoher Bandbreite, da die Kapazität zwischen den P- und N-Bereichen sowie der Ladungsspeicher gering sind.

Auf diese Weise ist ersichtlich, dass die PN-Fotodiode und die PIN-Fotodiode unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, die es ermöglichen, sie in unterschiedlichen Anwendungen zu verwenden.


Schau das Video: What is Photodiode. How Does Photodiode Works. Applications of Photodiode. Semiconductor Diodes (Januar 2022).