光电二极管

我们的光电二极管提供陶瓷和金属类型，具有以下特点：

• 在低偏压下具有高增益
• 低电容下的上升时间短
• 高灵敏度

• 激光扫描仪（激光雷达）
• 激光测距仪
• 激光校准
• 分析仪表
• 精密光度测定
• 医疗设备
• 高速光纤通讯

光电二极管利用光电效应。它们有一个 p-n 结，其中自由电子 - 空穴对由入射光子产生。每单位立体角的光子通量称为光强度。通过将掺杂物植入硅中，会产生内置电场，该电场将产生的载流子分离并引导至金属触点。反向偏置时，可以测量与光强度无关的光电流。

光电二极管的选择取决于由各个应用确定的以下要求：有效区域的孔径大小、孔径几何形状（圆形与方形、矩形）、入射光波长、所需的响应时间和带宽（脉冲入射光源）、放大的必要性（光信号功率水平）以及其他光电参数（例如暗电流、容量、灵敏度）。

向节点施加负电压，向阴极施加正电压称为“反向偏置”。因此，N 层中的自由电子被拉到正极端子，P 层中的空穴被拉向负极端子。反向偏置增加了耗尽区域的大小，结果是仅启用由入射光引起的电流。由于耗尽区域的场强较高，响应时间更快。

光电二极管阵列是单个光电二极管（离散阵列）或单个芯片（单片阵列）上的多个有源区域的一维或二维组合。

雪崩光电二极管（也称为 APD）采用基于雪崩效应的内部增益机制。这种增益机制使其适用于将微弱光信号转换为可测量的电流。可以将其设计为采用两种主要工作机制：线性和非线性反向电压依赖。非线性机制称为盖格模式。

在标准二极管中，撞击光子会产生电子-空穴对。这些空穴对提供可测量的光电流。在 APD 中，施加的反向偏压会触发雪崩——它确保电子-空穴对加速。由此产生的冲击电离将更多的电子引入传导带。这些电子反过来吸收更多能量，并将更多电子提升到传导带。这个过程称为“雪崩击穿”，因此可使探测器的雪崩倍增因子达到几百。

APD 还用于具有高调制频率的应用。频率约为 60 MHz 时，因雪崩效应而加剧的噪声水平通常低于通过结合使用传统二极管与外部增益电子设备而产生的噪声水平。APD 的应用领域包括激光扫描器和激光雷达系统、分析仪器以及距离和速度测量。

光电二极管是硅半导体的 p-n 结，充当这个过程的物理基础。当具有足够能量的光子被探测器吸收时，会形成电荷载子（电子-空穴对），这些电荷载子在空间电荷区中分离，从而产生光电流。

PIN 二极管包括一个接近本征的半导体区域，这通常是空间电荷区域，夹在 p 型二极管和 n 型衬底之间。不过，这个术语也用于具有反向电导性的元件，前提是元件中未使用其他非线性效应。

光电探测器或混合型是光电二极管和跨阻放大器 (TIA) 的组合。入射光通过光电二极管转换为电流。然后，光电流通过 TIA 转换为电压。TIA 还可用于放大电信号。

光电二极管将电流作为输出，而光电探测器的输出是电压。

PIN 光电二极管是具有 p-n 结的常规光电二极管，适用于广泛的应用。APD 是一种具有内部增益机制的光电二极管，用于低光信号，例如用于 LIDAR 飞行时间测量。