pin光电二极管 更新时间：2011-05-29 00:50

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pin光电二极管是上世纪50年代末期开发出来的光电子器件。它的灵敏度比一般p-n结光电二极管（PD）要高的光检测二极管，它是针对一般PD的不足、在结构上加以改进而得到的一种光电二极管。

pin光电二极管的结构

• 因为PD的主要有源区是势垒区，所以展宽势垒区即可提高灵敏度。p-i-n结光电二极管实际上也就是人为地把p-n结的势垒区宽度加以扩展，即采用较宽的本征半导体（i）层来取代势垒区，而成为了p-i-n结（见图示）。

  p-i-n结光电二极管的有效作用区主要就是存在有电场的i型层（势垒区），则产生光生载流子的有效区域增大了，扩散的影响减弱了，并且结电容也大大减小了，所以其光检测的灵敏度和响应速度都得到了很大的提高。

pin光电二极管的设计考虑

• p-i-n结光电二极管中i型层的厚度d是一个重要的结构参量，从提高响应速度和灵敏度来看，要求d应该大一些；但是若d过大，则光生载流子在i层中漂移（速度为vd）的时间（d / vd）将增长，这反而不利，因此可根据d / vd = 调制信号周期T的一半来选取，即有d = vd T / 2。 微电子百科-中国微电子网

  另外，为了减小表面半导体层对光的吸收作用，应该采用禁带宽度较大的窗口材料（例如在GaInAs体系中采用InP作为光照区）

pin光电二极管的主要参数

• 1. 开关时间： 由于电荷的存储效应，PIN管的通断和断通都需要一个过程，这个过程所需时间

  2. 隔离度：开关在断开时其衰减也非无穷大，称为隔离度

  3. 插入损耗：开关在导通时衰减不为零，称为插入损耗

  4. 承受功率： 在给定的工作条件下，微波开关能够承受的最大输入功率

  5. 电压驻波系数： 仅反映端口输入，输出匹配情况

  6. 视频泄漏

  7. 谐波： PIN二极管也具有非线性，因而会产生谐波，PIN开关在宽带应用场合，谐波可能落在使用频带内引起干扰.

  8. 开关分类：反射式和吸收式， 吸收式开关的性能较反射式开关优良

  9. 控制方式：采用TTL信号控制。'1'通'0'断

pin光电二极管的应用

• 虽然一般的p-i-n结光电二极管不像APD那样具有增益，但是它的光生电流随光强变化的线性度较好，而且量子效率也更高，同时结构简单、速度高（可达到30GHz）、工作电压低、偏置电路简单以及成本低廉等，所以它在音频和视频光盘播放机以及中有着非常广泛的应用。