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PIN型光电二极管

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发表于 2016-11-22 14:50:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
PIN型光电二极管的结构
  pin结二极管的基本结构有两种,即平面的结构和台面的结构,如图1所示。对于Si-pin133结二极管,其中i型层的载流子浓度很低(约为10cm数量级)电阻率很高、(约为k-cm数量级),厚度W一般较厚(在10~200m之间);i型层两边的p型和

n型半导体的掺杂浓度通常很高(即为重掺杂)。
  平面结构和台面结构的i型层都可以采用外延技术来制作,高掺杂的p+层可以采用热扩散或者离子注入技术来获得。平面结构二极管可以方便地采用常规的平面工艺来制作。而台面结构二极管还需要进行台面制作(通过腐蚀或者挖槽来实现)。台面

结构的优点是:①去掉了平面结的弯曲部分,改善了表面击穿电压;②减小了边缘电容和电感,有利于提高工作频率。

PIN型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型光电二极管的典型应用
  ①射频信号的转换(开关) :
  因为 pin 结二极管的射频电阻与直流偏置电流 有关,所以它可以用作为射频开关和衰减器。串联射频开关电路:当二极管正偏时,即接通(短路) ;当二极管 0 偏或者反偏 时,即可把 pin 结看作为一个电容器或者开路。
  ②射频信号的衰减器和调制器:
  pin 结二极管的射频电阻随直流偏置电流而连续变化,因此能够通过改变直 流偏置电流来实现衰减和调制射频信号。 实际上, 射频信号的转换也就是衰减和调制的一种 特殊情况。调制频率要受到反向恢复时间的限制;为了提高 pin 结二极管的调

制频率,就应 。 该减短 i 型层中的载流子寿命和减小串联电阻 Rs(以增大关断时的反向电流)
  ③射频相移器的选择开关:
  射频信号的相移器可以采用不同长度的传输线来实现, pin 结二极管能够作为选择这 而 些传输线的开关使用。
  ④射频限幅器:
  pin 结二极管在射频时就好像一个纯电阻——射频电阻,但是这只有在射频信号处于临 界电平之下时才成立;如果在临界电平之上时,则射频电阻降低,pin 结二极管即类似于直 流电阻的性能。这种特性就使得 pin 结二极管可以用来保护雷达接收

机(二极管采用并联连 接) ,以避免过大的发射功率。
  ⑤大功率整流器:
  由于 i 型层较厚,则 pin 结二极管的击穿电压很高,从而它能够承受很高的工作电压; 同时二极管在工作时,i 型层中存在大量的两种类型的载流子,将会产生电导调变效应,从 而正向压降很低。所以 pin 结二极管是一种很好的大功率整流器。
  ⑥光电探测器:
  在 pin 结中,因为有内建电场的区域(i 型层)较宽,则使得入射光几乎能完全被 i 型 层所吸收、和转变为光生载流子,因而 pin 结二极管作为光电探测器使用时,可以获得较大 的探测灵敏度。 基于同样的理由, 结二极管也可以作为较高灵敏度的核辐射探测器使用, pin 实际上这也就是最通用的一种探测器。正芯网


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