PIN光电二极管原理

　由于PN结耗尽层只有几微米，大部分入射光被中性区吸收， 因而光电转换效率低，响应速度慢。为改善器件的特性，在PN结中间设置一层本征半导体(称为I)，这种结构便是常用的光电。　　

 

　PIN管的结构：在P型半导体和N型半导体之间夹着一层本征半导体。因为本征层相对于P区和N区是高阻区这样，PN结的内电场就基本上全集中于 I 层中。　　

　I层很厚，吸收系数很小，入射光很容易进入材料内部被充分吸收而产生大量电子 - 空穴对，因而大幅度提高了光电转换效率，从而使灵敏度得以提高。两侧P层和N层很薄，吸收入射光的比例很小，I层几乎占据整个耗尽层， 因而光生中漂移分量占支配地位，从而大大提高了响应速度。

　

　I层所起的作用:

　本征层的引入，明显增大了p+区的耗尽层的厚度，这有利于缩短载流子的扩散过程。耗尽层的加宽，也可以明显减少结Cj,从尔使常数减小。同时耗尽加宽还有利于对长波区的吸收。

　性能良好的PIN光电二极管，扩散和漂移时间一般在10-10 s数量级，在千兆赫兹。实际应用中决定光电二极管的的主要因素是电路的时间常数。合理选择是一个很重要的问题。