Лекции по Компонентам ВОЛТ   

7. Приемные оптоэлектронные модули

7.2. p-i-n фотодиод

Рис.27. p-i-n фотодиод

Таким образом, в p-i-n ФД между сильно легированными слоями р+ и n+ типа расположен обедненный свободными носителями i-слой (слаболегированный полупроводник n-типа, i - intrinsic - собственный) (рис.28). На ФД подается обратное смещение. Сильное легирование крайних слоев делает их проводящими, и максимальный градиент электрического поля создается в i-слое. Так как нет свободных носителей, то нет тока и i-слой испытывает только поляризацию. При наличии падающего света на i-слой, в нем образуются электронно-дырочные пары, которые под действием электрического поля движутся и образуют электрический ток.

Рис.28

Эффективным является взаимодействие света только с i-слоем, т.к. при попадании фотонов в р+ и n+ слои возникает диффузионный ток, который имеет большую инерционность и ухудшает быстродействие. Поэтому эти слои стремятся делать как можно тоньше, а обедненную область достаточно протяженной, чтобы она полностью поглощала весь падающий свет.

Квантовая эффективность обедненной области в рабочем диапазоне длин волн достаточно высока 80-100%. Однако часть падающего излучения испытывает Френелевское отражение от фоточувствительной поверхности из-за скачка показателей преломления на границе между этой поверхностью и средой. Для уменьшения отражения приемную поверхность обедненного слоя покрывают антиотражающим слоем, подобранным прозрачным для l материалом толщиной кратной l/4 и показателем преломления Ön1n2 (i-слоя и воздуха).

Кроме PIN фотодиодов используютя APD фотодиоды (или лавинные фотодиоды – ЛФД, рис.29).



*****
Новосибирск © 2009-2017 Банк лекций siblec.ru
Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.