кремниевый фотодетекторЭто фотоэлектрический преобразователь на основе кремниевого материала, основной принцип которого заключается в использовании фотоэлектрического эффекта кремния для преобразования световых сигналов в электрические сигналы.

Принцип работы:

Поглощение света: когда свет попадает на кремниевый фотодетектор, энергия фотона поглощается кремниевым материалом.

Электронное возбуждение: поглощенная световая энергия возбуждает электроны из кремния в полосу проводимости в энергетическом поясе, образуя пары электронных дырок.

Разделение носителей: поскольку кремний обладает полупроводниковыми свойствами, электроны и дырки отделяются под действием дополнительного электрического поля.

Производство тока: разделенные электроны и дырки формируют ток вдоль проводника под действием электрического поля, и электрические сигналы, генерируемые фотоэлектрическим процессом преобразования, могут быть измерены электродами, подключенными к внешней цепи.

　　кремниевый фотодетекторВ зависимости от структуры и принципа работы, они подразделяются на следующие типы:

Фотоэлектрические детекторы: изготовлены с использованием фотоэлектрических эффектов полупроводниковых материалов. Когда напряжение проходит через детектор, падающий фотон производит носитель, который проходит через приложенное электрическое поле и доходит до терминала устройства. Металло - полупроводниковый - металлический (MSM) детектор представляет собой структуру в фотоэлектрическом детекторе с низкой конденсаторной характеристикой и высокой скоростью передачи до 300 ГГц.

PIN - детектор: является наиболее используемой структурой кремниевого света в настоящее время. Одна сторона детектора - тип p (Positive), другая - тип n (Negative), тип P и тип N - это сильно легированные, а собственная область (Intrinsic) - без легирования или с низким легированием. Структура PIN - типа создает встроенное электрическое поле в своей области, где свет поглощается в своей области, создавая пары электронов - дырок, и под действием электрического поля электроны дрейфуют в область N, а дырки дрейфуют в область P, создавая фотоэлектрический поток. PIN - детекторы также имеют отзывчивость при 0V, но обычно для максимизации отзывчивости применяется дополнительное напряжение обратного смещения.

Лавинный детектор (APD): максимальная чувствительность как фотоэлектрических, так и PIN - детекторов ограничена шириной полосы пропускания материала из поглощающего слоя. Лавинные детекторы повышают квантовую эффективность за счет лавинного усиления, и при столкновении носителей, работающих на высоких энергиях, возникают дополнительные пары электронов - дырок, и эта реакция происходит постоянно, что приводит к всплеску числа генерируемых носителей. В лавинном фотодетекторе световой ток, генерируемый носителями, многократно усиливается носителями, генерируемыми лавиной.