PIN型光电二极管

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PIN型光电二极管的结构
　　pin结二极管的基本结构有两种，即平面的结构和台面的结构，如图1所示。对于Si-pin133结二极管，其中i型层的载流子浓度很低（约为10cm数量级）电阻率很高、（约为k-cm数量级），厚度W一般较厚（在10～200m之间）；i型层两边的p型和

n型半导体的掺杂浓度通常很高（即为重掺杂）。
　　平面结构和台面结构的i型层都可以采用外延技术来制作，高掺杂的p+层可以采用热扩散或者离子注入技术来获得。平面结构二极管可以方便地采用常规的平面工艺来制作。而台面结构二极管还需要进行台面制作（通过腐蚀或者挖槽来实现）。台面

结构的优点是：①去掉了平面结的弯曲部分，改善了表面击穿电压；②减小了边缘电容和电感，有利于提高工作频率。

PIN型光电二极管的主要参数
　　1. 开关时间： 由于电荷的存储效应，PIN管的通断和断通都需要一个过程，这个过程所需时间
　　2. 隔离度：开关在断开时其衰减也非无穷大，称为隔离度
　　3. 插入损耗：开关在导通时衰减不为零，称为插入损耗
　　4. 承受功率： 在给定的工作条件下，微波开关能够承受的最大输入功率
　　5. 电压驻波系数： 仅反映端口输入，输出匹配情况
　　6. 视频泄漏
　　7. 谐波： PIN二极管也具有非线性，因而会产生谐波，PIN开关在宽带应用场合，谐波可能落在使用频带内引起干扰.
　　8. 开关分类：反射式和吸收式， 吸收式开关的性能较反射式开关优良
　　9. 控制方式：采用TTL信号控制。'1'通'0'断

PIN型光电二极管的典型应用
　　①射频信号的转换（开关） ：
　　因为 pin 结二极管的射频电阻与直流偏置电流 有关，所以它可以用作为射频开关和衰减器。串联射频开关电路：当二极管正偏时，即接通（短路） ；当二极管 0 偏或者反偏 时，即可把 pin 结看作为一个电容器或者开路。
　　②射频信号的衰减器和调制器：
　　pin 结二极管的射频电阻随直流偏置电流而连续变化，因此能够通过改变直 流偏置电流来实现衰减和调制射频信号。 实际上， 射频信号的转换也就是衰减和调制的一种 特殊情况。调制频率要受到反向恢复时间的限制；为了提高 pin 结二极管的调

制频率，就应 。 该减短 i 型层中的载流子寿命和减小串联电阻 Rs（以增大关断时的反向电流）
　　③射频相移器的选择开关：
　　射频信号的相移器可以采用不同长度的传输线来实现， pin 结二极管能够作为选择这 而 些传输线的开关使用。
　　④射频限幅器：
　　pin 结二极管在射频时就好像一个纯电阻——射频电阻，但是这只有在射频信号处于临 界电平之下时才成立；如果在临界电平之上时，则射频电阻降低，pin 结二极管即类似于直 流电阻的性能。这种特性就使得 pin 结二极管可以用来保护雷达接收

机（二极管采用并联连 接） ，以避免过大的发射功率。
　　⑤大功率整流器：
　　由于 i 型层较厚，则 pin 结二极管的击穿电压很高，从而它能够承受很高的工作电压； 同时二极管在工作时，i 型层中存在大量的两种类型的载流子，将会产生电导调变效应，从 而正向压降很低。所以 pin 结二极管是一种很好的大功率整流器。
　　⑥光电探测器：
　　在 pin 结中，因为有内建电场的区域（i 型层）较宽，则使得入射光几乎能完全被 i 型 层所吸收、和转变为光生载流子，因而 pin 结二极管作为光电探测器使用时，可以获得较大 的探测灵敏度。 基于同样的理由， 结二极管也可以作为较高灵敏度的核辐射探测器使用， pin 实际上这也就是最通用的一种探测器。正芯网