光电二极管和雪崩光电二极管的区别
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光电二极管和雪崩光电二极管的区别

admin
2022-12-18 / 0 评论 / 0 阅读 / 正在检测是否收录...

本文主要是关于雪崩二极管的相关介绍,并将其与 PIN 光电二极管做比对,探究它俩之间的区别。

雪崩二极管

PN 结有单向导电性,正向电阻小,反向电阻很大。当反向电压增大到一定数值时,反向电流突然增加。就是反向电击穿。它分雪崩击穿和齐纳击穿。
雪崩击穿是 PN 结反向电压增大到一数值时,载流子倍增就像雪崩一样,增加得多而快。 利用这个特性制作的二极管就是雪崩二极管。

雪崩击穿是在电场作用下,载流子能量增大,不断与晶体原子相碰,使共价键中的电子激发形成自由电子 - 空穴对。新产生的载流子又通过碰撞产生自由电子 - 空穴对,这就是倍增效应。1 生 2,2 生 4,像雪崩一样增加载流子。 齐纳击穿完全不同,在高的反向电压下,PN 结中存在强电场,它能够直接破坏!共价键将束缚电子分离来形成电子 - 空穴对,形成大的反向电流。齐纳击穿需要的电场强度很大!只有在杂质浓度特别大!!的 PN 结才做得到。(杂质大电荷密度就大)

一般的二极管掺杂浓度没这么高,它们的电击穿都是雪崩击穿。齐纳击穿大多出现在特殊的二极管中,就是稳压二极管。

制造雪崩二极管的材料主要是硅和砷化镓。

雪崩二极管具有功率大、效率高等优点。它是固体微波源,特别是毫米波发射源的主要功率器件,广泛地使用于雷达、通信、遥控、遥测、仪器仪表中

其主要缺点是噪声较大。

雪崩二极管与 PIN 光电二极管有何区别

PIN: 光敏面接收对应波长的光照时,产生光生电流;

雪崩光电二极管(APD):除了和 PIN 相同部分外,多了一个雪崩增益区,光生电流会被放大,放大的倍数称为雪崩增益系数。当然同时也会产生噪声电流。

PIN 光电二极管、雪崩光电二极管均属于半导体光电探测器,所使用的材料一样,光谱响应范围也一样。PIN 光电二极管优点在于响应度高响应速度快,频带也较宽工作电压低,偏置电路简单在反偏压下可承受较高的反向电压,所以线性输出范围宽不足之处在于 I 层电阻很大管子的输出电流小,一般多为零点几微安至数微安。所以 PIN 光电二极管通常接有前置放大器。

雪崩光电二极管是具有内部增益光电探测器,雪崩增益虽比光电倍增管 PMT 小的多,但仍使 APD 的灵敏度比 PIN 光电二极管高的多,解决了 PIN 光电二极管灵敏度低的问题,在高速调制微弱信号检测时其优点便更加明显,但由于其增管效益,信号中的噪声也会同时被放大,且其增益系数受温度影响必要时还需采用温度补偿措施。较之 APDPIN,光电二极管对温度不敏感适用场合受限制较少,所以绝大多数系统均采用 PIN 光电二极管,但在信号损耗过大光信号过于微弱或长距离传输等条件下,APD 就很有必要。

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