光电二极管同样基于PN结的光伏效应,与光电池相比, 主要特点是结区面积小,通常工作与反偏置状态。其内建 电场很强,结区较宽,结电容小,所以频率特性比光电池 好,但光电流比光电池的小,一般多在微安级。这类器件 可用硅,锗,砷化铟,碲镉汞等材料制作,目前应用最多 的是硅光电二极管。
种类 1)PN结光电二极管 2)PIN结光电二极管 3)雪崩光电二极管(APD)
PN结光电二极管
按光敏面和衬底材料所用的材料不同,分为2CU和2DU两种系 列。 2DU系列光敏面为N型硅,衬底为P型硅,2CU系列相反。 2DU系列有三条引出线,除了前极、后极外,还设了一个环极 (减少暗电流和噪声,提高探测能力)。2CU系列两个引出 线。
PIN型光电二极管
PN结型光电二极管响应时间只能达到 ,满足不了光纤系 统的响应时间要求( ),PIN结型光电二激光就是为满足 这一要求而研制。 PIN光电二极管(快速光电二极管),与PN结光电二极管相 比,具有更快的响应时间,并使光谱响应范围向长波方向移 动,其峰值波长可移至1.04~1.06 ,与YAG激光器的发射波 长相对应。
雪崩二极管(APD:Avalanche Photodiode)
由于普通光电二极管产生的电流微弱,进行放大和处理时会引 入放大器噪声,雪崩光电二极管就是为解决这一问题而产生。 雪崩光电二极管(APD)是利用光生载流子在高电场区内的雪 崩效应而获得光电增益,产生较大的输出电流,具有灵敏高, 响应快等优点。在光纤通信、激光测距及光纤传感等系统中得 到了广泛应用。 APD的性能与入射光功率有关,在实际探测系统中,当入射光 功率较小时,多采用APD,此时雪崩增益引起的噪声贡不大。 当入射光功率较大时,雪崩增益引起的噪声贡献占主要优势, 并可能带来光电流失真,采用PIN管更为恰当。