pin光電二極管原理
PIN型光電二極管也稱PIN結(jié)二極管、PIN二極管，在兩種半導(dǎo)體之間的 PN結(jié)，或者半導(dǎo)體與金屬之間的結(jié)的鄰近區(qū)域，在P區(qū)與N區(qū)之間生成I型層，吸收光輻射而產(chǎn)生光電流的一種光檢測器。具有結(jié)電容小、渡越時間短、靈敏度高等優(yōu)點。
在上述的光電二極管的PN結(jié)中間摻入一層濃度很低的I型半導(dǎo)體，就可以增大耗盡區(qū)的寬度，達到減小擴散運動的影響，提高響應(yīng)速度的目的。由于這一摻入層的摻雜濃度低，近乎本征（Intrinsic）半導(dǎo)體，故稱I層，因此這種結(jié)構(gòu)成為PIN光電二極管。I層較厚，幾乎占據(jù)了整個耗盡區(qū)。絕大部分的入射光在I層內(nèi)被吸收并產(chǎn)生大量的電子-空穴對。在I層兩側(cè)是摻雜濃度很高的P型和N型半導(dǎo)體，P層和N層很薄，吸收入射光的比例很小。因而光產(chǎn)生電流中漂移分量占了主導(dǎo)地位，這就大大加快了響應(yīng)速度。
PIN光電二極管結(jié)構(gòu)
在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間夾著一層本征半導(dǎo)體。因為本征層相對于P區(qū)和N區(qū)是高阻區(qū)這樣，PN結(jié)的內(nèi)電場就基本上全集中于 I 層中。
pin光電二極管i層作用
本征層的引入，明顯增大了p+區(qū)的耗盡層的厚度，這有利于縮短載流子的擴散過程。耗盡層的加寬，也可以明顯減少結(jié)電容，從而使電路常數(shù)減小。同時耗盡加寬還有利于對長波區(qū)的吸收。性能良好的PIN光電二極管，擴散和漂移時間一般在10-10s數(shù)量級，頻率響應(yīng)在千兆赫茲。實際應(yīng)用中決定光電二極管的頻率響應(yīng)的主要因素是電路的時間常數(shù)。合理選擇負載電阻是一個很重要的問題。