¿Qué es un fotodetector PIN?

¿Qué es un/unafotodetector PIN

Un fotodetector es precisamente un dispositivo altamente sensible.dispositivo fotónico semiconductorque convierte la luz en electricidad mediante el efecto fotoeléctrico. Su componente principal es el fotodiodo (fotodetector PD). El tipo más común se compone de una unión PN, los electrodos correspondientes y una carcasa tubular. Presenta conductividad unidireccional. Al aplicarle una tensión directa, el diodo conduce; al aplicarle una tensión inversa, el diodo deja de conducir. El fotodetector PD es similar a un diodo semiconductor común, excepto quefotodetector PDFunciona con tensión inversa y puede quedar expuesto. Se encapsula mediante una ventana o conexión de fibra óptica, lo que permite que la luz llegue a la parte fotosensible del dispositivo.

Mientras tanto, el componente más utilizado en los fotodetectores PD no es la unión PN, sino la unión PIN. En comparación con la unión PN, la unión PIN posee una capa I adicional en el centro. La capa I es una capa de semiconductor tipo N con una concentración de dopaje muy baja. Debido a que se trata de un semiconductor casi intrínseco con baja concentración, se denomina capa I. La capa I es relativamente gruesa y ocupa casi toda la región de agotamiento. La gran mayoría de los fotones incidentes son absorbidos en la capa I y generan pares electrón-hueco (portadores fotogenerados). A ambos lados de la capa I se encuentran semiconductores tipo P y tipo N con concentraciones de dopaje muy altas. Las capas P y N son muy delgadas, absorben una proporción muy pequeña de fotones incidentes y generan una pequeña cantidad de portadores fotogenerados. Esta estructura puede acelerar significativamente la velocidad de respuesta del efecto fotoeléctrico. Sin embargo, una región de agotamiento excesivamente ancha prolongará el tiempo de deriva de los portadores fotogenerados en dicha región, lo que, en consecuencia, ralentizará la respuesta. Por lo tanto, el ancho de la región de agotamiento debe seleccionarse adecuadamente. La velocidad de respuesta del diodo de unión PIN puede modificarse controlando el ancho de la región de agotamiento.

El fotodetector PIN es un detector de radiación de alta precisión con excelente resolución energética y eficiencia de detección. Puede medir con precisión diversos tipos de energía de radiación y ofrece una respuesta rápida y un rendimiento de alta estabilidad. La función delfotodetectorSu función es convertir las dos señales de onda de luz, tras superar la frecuencia de batido, en señales eléctricas, eliminando el ruido de intensidad adicional de la luz del oscilador local, realzando la señal de frecuencia intermedia y mejorando la relación señal/ruido. Los fotodetectores PIN se caracterizan por su estructura simple, facilidad de uso, alta sensibilidad, alta ganancia, gran ancho de banda, bajo ruido y gran capacidad antiinterferencias. Pueden funcionar de forma estable en diversos entornos adversos y se aplican principalmente en la detección de señales lidar para la medición del viento.