
【電】 planar photodiode
flat; plane; surface
【醫】 flat; plane; planum
model; mould; type
【醫】 form; habit; habitus; pattern; series; Ty.; type
【經】 type
【計】 photodiode
平面型光電二極管(Planar Photodiode)是一種基于半導體PN結的光電轉換器件,其核心結構采用平面工藝制造,通過光生伏特效應将入射光信號轉換為電信號。以下從結構特性、工作原理和應用場景三方面進行專業解析:
1. 結構特性 平面型光電二極管采用矽或鍺單晶材料制造,通過擴散或離子注入工藝形成平整的PN結界面。其典型結構包含:
2. 工作原理 當光子能量超過半導體禁帶寬度時,在耗盡區内産生電子-空穴對,載流子在反向偏置電壓作用下形成光電流。響應度(Responsivity)計算公式為: $$ R = frac{eta q lambda}{hc} $$ 其中η為量子效率,λ為入射光波長,h為普朗克常數,c為光速。
3. 性能優勢
4. 典型應用
該器件的制造标準可參考IEC 60747-5-3國際規範,其可靠性驗證包含85℃/85%RH加速老化測試等工業标準流程。
平面型光電二極管是一種基于平面工藝制造的半導體光電器件,其核心結構為PN結或PIN結,主要用于将光信號轉換為電信號。以下從結構、工作原理和特性三個方面進行詳細說明:
平面工藝制造
采用半導體平面加工技術形成PN結,結區面積較大且均勻,有利于提升光吸收效率。這種結構通常具有更高的靈敏度和響應速度()。
耗盡區設計
在PN結或PIN結構中,耗盡區寬度較大,尤其PIN型通過本征層(I層)擴展了耗盡區,增強了光生載流子的收集能力()。
光電效應
當光子能量超過半導體材料的禁帶寬度時,會激發電子-空穴對。這些載流子在耗盡區的内建電場作用下分離,形成光電流()。
偏置條件
通常在反向偏壓或無偏壓(光伏模式)下工作。反向偏壓可加速載流子遷移,減少響應時間;無偏壓時則作為太陽能電池使用()。
高靈敏度
平面結構的光吸收面積大,配合低噪聲特性,適用于弱光檢測()。
響應速度快
PIN型平面結構通過減少結電容,可實現納秒級響應,適用于高速光通信系統()。
光譜範圍廣
通過選擇不同半導體材料(如矽、鍺、InGaAs等),可覆蓋紫外到近紅外的光譜範圍()。
如需進一步了解制造工藝或參數對比,可參考半導體器件專業文獻。
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