原理机制
当一具备足够能量的光子冲击二极体上且吸收发生于光电二极体里的空乏层,其内建电场将会使产生的电子电洞对分别朝向阴极与阳极的方向移动,于是产生了光电流,而实际上光讯号是光电流与暗电流的叠加值,故可视作杂讯的暗电流需要被有效的降低来提高元件的感测灵敏度。
元件结构
光电二极体主要为PN接面组成,而在P型与N型之间插入高阻本质层即形成PIN结构,此可增加二极体空乏层的有效宽度,除了提高崩溃电压外也可产生更大量的电子电洞对来提升量子效率,更可降低接面电容提高元件操作速度。
材料选择
因光电二极体对特定范围的光波长有敏感性,故会视光源的波长来选择相对应的材料进行感测,材料如下:
矽基 PD : 常见感测波长可于 400~1100 nm
化合物 PD : InGaAs PD 常见感测波长介于 900~1700nm
重点特性
响应值 : 辐射光功率与产生的光电流的转换效率,单位安培/瓦特(A/W),其值可转换为量子效率(%)
暗电流 : 在无照光环境下,受光元件中流动的电流,单位 = nA
崩溃电压 : 二极体逆向导通时最小的逆偏电压
响应频谱 : 不同入射光源波长对光电流转换效率曲线图,光谱如下范例: