PIN光电二极管作用及工作原理简介

光电二极管在日常生活的应用非常广泛。它跟一般的二极管在结构和功能上几乎一致，也是由一个PN结组成的半导体器件，具有单方向导电的特性。所谓PN结就是连接P型半导体和N型半导体两者的接触面。虽然叫做结，但实际上并不是一个结点。PN结是半导体二极管、双极性晶体管等电子技术的物质基础。那么PIN光电二极管又是什么呢，与一般光电二极管在作用和工作原理上有什么区别呢，接下来小编就带着大家一起了解一下。

PIN光电二极管简介及作用

PIN光电二极管也叫做PIN结二极管或者是PIN二极管。这种二极管也涉及到两种半导体之间的PN结的运用，但与一般的光电二极管不同的是，PIN光电二极管在连接P型半导体和N型半导体之间还生成了一层I型半导体的物质，是用来吸收光辐射从而产生光电流的一种检测光信号的小型器件。简而言之，就是通过PIN层，将光信号转换成电信号。不仅反应灵敏，所需要的时间也很短。

PIN光电二极管工作原理简介

实际上PIN光电二极管内部的I型半导体是一种浓度很低的N型半导体。将低浓度的N型半导体渗入到PN结中间，能够有效扩大耗尽区的宽度，目的是减小扩散运动产生的影响，提高响应速度，即增强反应灵敏性。正是由于这种渗入到PN层的N型半导体浓度很低，几乎接近I型半导体，所以我们称这一层为I型层，PIN光电二极管也由此得名。

在I层的两侧分别是浓度很高的P型半导体和N型半导体，由于这两层浓度很高，所以很薄，可以吸入的入射光也自然较少。I层本征半导体浓度很低，但相对较厚，所以几乎占据了整个耗尽区的空间。大部分入射光透过P层或N层直接被I层吸收，并迅速产生大量的电子，从而很快将光能转化成电能。

半导体的应用仍然在探索当中。但PIN光电二极管早就被人们用来很好的将光信号转换成电信号。PIN光电二极管在设计时也会尽量增大PIN区的面积，以便能够接收更多的光信号，这样能转换和传输的电信号也会越多。光电传输就能更大效率地得到利用。

一、PIN二极管的原理和结构

一般的二极管是由N型杂质掺杂的半导体材料和P型杂质掺杂的半导体材料直接构成形成PN结。而PIN二极管是在P型半导体材料和N型半导体材料之间加一薄层低掺杂的本征(Intrinsic)半导体层。

PIN二极管的结构图如图1所示，因为本征半导体近似于介质，这就相当于增大了P-N结结电容两个电极之间的距离，使结电容变得很小。其次，P型半导体和N型半导体中耗尽层的宽度是随反向电压增加而加宽的，随着反偏压的增大，结电容也要变得很小。由于I层的存在，而P区一般做得很薄，入射光子只能在I层内被吸收，而反向偏压主要集中在I区，形成高电场区，I区的光生载流子在强电场作用下加速运动，所以载流子渡越时间常量减小，从而改善了光电二极管的频率响应。同时I层的引入加大了耗尽区，展宽了光电转换的有效工作区域，从而使灵敏度得以提高

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