光電二極管同樣基于PN結的光伏效應,與光電池相比, 主要特點是結區(qū)面積小,通常工作與反偏置狀態(tài)。其內建 電場很強,結區(qū)較寬,結電容小,所以頻率特性比光電池 好,但光電流比光電池的小,一般多在微安級。這類器件 可用硅,鍺,砷化銦,碲鎘汞等材料制作,目前應用最多 的是硅光電二極管。
種類 1)PN結光電二極管 2)PIN結光電二極管 3)雪崩光電二極管(APD)
PN結光電二極管
按光敏面和襯底材料所用的材料不同,分為2CU和2DU兩種系 列。 2DU系列光敏面為N型硅,襯底為P型硅,2CU系列相反。 2DU系列有三條引出線,除了前極、后極外,還設了一個環(huán)極 (減少暗電流和噪聲,提高探測能力)。2CU系列兩個引出 線。
PIN型光電二極管
PN結型光電二極管響應時間只能達到 ,滿足不了光纖系 統(tǒng)的響應時間要求( ),PIN結型光電二激光就是為滿足 這一要求而研制。 PIN光電二極管(快速光電二極管),與PN結光電二極管相 比,具有更快的響應時間,并使光譜響應范圍向長波方向移 動,其峰值波長可移至1.04~1.06 ,與YAG激光器的發(fā)射波 長相對應。
雪崩二極管(APD:Avalanche Photodiode)
由于普通光電二極管產生的電流微弱,進行放大和處理時會引 入放大器噪聲,雪崩光電二極管就是為解決這一問題而產生。 雪崩光電二極管(APD)是利用光生載流子在高電場區(qū)內的雪 崩效應而獲得光電增益,產生較大的輸出電流,具有靈敏高, 響應快等優(yōu)點。在光纖通信、激光測距及光纖傳感等系統(tǒng)中得 到了廣泛應用。 APD的性能與入射光功率有關,在實際探測系統(tǒng)中,當入射光 功率較小時,多采用APD,此時雪崩增益引起的噪聲貢不大。 當入射光功率較大時,雪崩增益引起的噪聲貢獻占主要優(yōu)勢, 并可能帶來光電流失真,采用PIN管更為恰當。