pin光电二极管是上世纪50年代末期开发出来的光电子器件。它的灵敏度比一般p-n结光电二极管(PD)要高的光检测二极管,它是针对一般PD的不足、在结构上加以改进而得到的一种光电二极管。
因为PD的主要有源区是势垒区,所以展宽势垒区即可提高灵敏度。p-i-n结光电二极管实际上也就是人为地把p-n结的势垒区宽度加以扩展,即采用较宽的本征半导体(i)层来取代势垒区,而成为了p-i-n结(见图示)。
p-i-n结光电二极管的有效作用区主要就是存在有电场的i型层(势垒区),则产生光生载流子的有效区域增大了,扩散的影响减弱了,并且结电容也大大减小了,所以其光检测的灵敏度和响应速度都得到了很大的提高。
p-i-n结光电二极管中i型层的厚度d是一个重要的结构参量,从提高响应速度和灵敏度来看,要求d应该大一些;但是若d过大,则光生载流子在i层中漂移(速度为vd)的时间(d / vd)将增长,这反而不利,因此可根据d / vd = 调制信号周期T的一半来选取,即有d = vd T / 2。 微电子百科-中国微电子网
另外,为了减小表面半导体层对光的吸收作用,应该采用禁带宽度较大的窗口材料(例如在GaInAs体系中采用InP作为光照区)
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
虽然一般的p-i-n结光电二极管不像APD那样具有增益,但是它的光生电流随光强变化的线性度较好,而且量子效率也更高,同时结构简单、速度高(可达到30GHz)、工作电压低、偏置电路简单以及成本低廉等,所以它在音频和视频光盘播放机以及光纤通信系统中有着非常广泛的应用。