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。

什么是 PIN型二极管 和 普通二极管 有什么不同

"PIN型二极管"和"普通二极管"的不同之处：

普通的二极管是由PN结组成。在P和N半导体材料之间加入一薄层低掺杂的本征半导体层，组成的这种P-I-N结构的二极管就是"PIN

二极管"。正因为有本征层的存在，所以PIN

二极管应用很广泛，从低频到高频的应用都有，主要用在RF领域，用作RF

开关和RF保护电路也有用作光电二极管。"PIN

二极管"包括PIN光电二极管和PIN开关二极管。

PIN

二极管的直流伏安特性和PN结二极管是一样的，但是在微波频段却有根本的差别。由于PIN

二极I层的总电荷主要由偏置电流产生。而不是由微波电流瞬时值产生，所以其对微波信号只呈现一个线性电阻。此阻值由直流偏置决定，正偏时阻值小，接近于短路，反偏时阻值大，接近于开路。因此PIN

二极对微波信号不产生非线性整流作用，这是和一般二极管的根本区别，所以它很适合于做微波控制器件。

了解PIN二极管，可以介绍下么？

普通的二极管由PN结组成。在P和N半导体材料之间加入一薄层低掺杂的本征(Intrinsic)半导体层，组成的这种P-I-N结构的二极管就是PIN 二极管。正因为有本征(Intrinsic)层的存在，PIN 二极管应用很广泛，从低频到高频的应用都有，主要用在RF领域，用作RF 开关和RF保护电路，也有用作光电二极管(PhotoDiode)。PIN二极管包括PIN光电二极管和PIN开关二极管。

MACOM公司的PIN限幅二极管具有出色的宽带性能，支持1MHz到20GHz的频率范围，可用于接收器保护电路。PIN限幅二极管可以采用裸片形式或塑料和陶瓷封装。采用陶瓷封装的二极管系列是波导、同轴和表面贴装应用的理想之选，而裸片二极管系列非常适用于芯片和有线高频微波应用。

PIN光电二极管的基本工作原理是什么？

光电二极管

的工作原理：

光电二极管是将光信号变成电信号的半导体器件。它的核心部分也是一个

PN结

，和

普通二极管

相比，在结构上不同的是，为了便于接受入射光照，PN结面积尽量做的大一些，电极面积尽量小些，而且PN结的结深很浅，一般小于1微米。

光电二极管是在反向电压作用之下工作的。没有光照时，

反向电流

很小（一般小于0.1微安），称为

暗电流

。当有光照时，携带能量的光子进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子---空穴对，称为光生载流子。

它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流明显变大，光的强度越大，反向电流也越大。这种特性称为“光电导”。光电二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。

光电二极管、光电三极管是电子电路中广泛采用的光敏器件。光电二极管和普通二极管一样具有一个PN结，不同之处是在光电二极管的外壳上有一个透明的窗口以接收光线照射，实现光电转换，在电路图中文字符号一般为VD。光电三极管除具有光电转换的功能外，还具有放大功能，在电路图中文字符号一般为VT。光电三极管因输入信号为光信号，所以通常只有集电极和发射极两个引脚线。同光电二极管一样，光电三极管外壳也有一个透明窗口，以接收光线照射。

PIN光电二极管与APD雪崩二极管的优缺点

如下所示：

1、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，而缺点在于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。

2、APD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。

相关明细

PIN光电二极管：光敏面接收对应波长的光照时，产生光生电流；

APD雪崩二极管：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。

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