Hallo zusammen, ich hätte eine Frage zum Thema PIN-Diode. Durch das hinzufügen der intrinsischen I-Schicht wird die Sperrschicht größer. Die Empfindlichkeit steigt also, da mehr Photonen absorbiert werden können. Warum wird die Diode durch das hinzufügen der Sperrschicht nun aber 'schneller'? Viele Grüße, Falk
Durch die I Schicht wird die Kapazität der Diode kleiner - damit wird die Photodiode schneller. Das mit der steigenden Empfindlichkeit ist so auch nicht richtig. Auch die Photonen die hinter der Sperrschicht absorbiert werden, tragen zum Photostrom bei. Allerdings müssen die Elektronen / Löcher per Diffusion zur zur Sperrschicht gelangen und das führt zu etwas Verzögerung und ggf. etwas reduzierter Effizienz. Mit der I Schicht reduziert sich also auch der Teil des Verzögerten Signals. Wie wichtig das wird, hängt von der Wellenlänge des Lichtes ab: Blaues Licht wird nahe der Oberfläche absorbiert, und kommt ggf. noch nicht einmal bis zur Sperrschicht. IR Licht um 1 µm kommt auch bei der PIN Diode bis zu Rückseite.
Lurchi schrieb: > Wie wichtig das wird, hängt von der Wellenlänge des Lichtes ab: Blaues > Licht wird nahe der Oberfläche absorbiert, und kommt ggf. noch nicht > einmal bis zur Sperrschicht. IR Licht um 1 µm kommt auch bei der PIN > Diode bis zu Rückseite. Auf die Spitze getrieben hat National Semiconductors das Prinzip mit der Entwicklung dieses Bildsensors: https://de.wikipedia.org/wiki/Foveon_X3
Bei Fotodioden mit PIN-Struktur entsteht zwischen P und N eine breite Sperrzone mit oft über 0,1mm Dicke. Dadurch wird zunächst die Empfindlichkeit erhöht. In dem einen µm, die eine normale PN-Sperrschicht hat, können nur wenige Photonen Ladungsträgerpaare erzeugen. In den 100 µm der I-Zone ist die Wahrscheinlichkeit dafür entsprechend größer. Dh. wesentlich mehr Photonen erzeugen ein Ladungsträgerpaar und entsprechenden Strom. Natürlich wird auch C kleiner, da dann die Diode eine 100µm breite Isolierzone zwischen dem leitfähigen P und N hat. Dann bildet die Kapazität keinen Kurzschluss mehr für die bei kurzen Lichtimpulse entstehenden Stromimpulse. Da Ersatzschaltbild besteht eben aus der Parallelschaltung einer lichtabhängigen Stromquelle und des Sperrschicht-C, das in einem Fall einige pF beträgt, im andren Fall nur Zehntel oder Hundertstel davon.
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