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(简答题)

简述PIN光电二极管的工作原理。为什么PIN管比普通光电二极管好?

正确答案

当光照射p-n结,只要人射光子能量大于材料禁带宽度,就会在结区产生电子-空穴对。这些非平衡载流子在内建电场的作用下,空穴顺电场方向运动,电子逆电场方向运动,在开路状态,最后在n区边界积累光电子,p区积累光生空穴,产生一个与内建电场方向相反的光生电场。光电二极管在正偏置时,呈单向导电性,没有光电效应产生,只有在反偏置或零偏置时,才产生明显的光电效应。其基本结构就是一个p-n结,属于结型光生伏特效应。当光照射时,满足条件hv>Eg,则在结区产生的光生载流子将被内建电场拉开,于是在外电场的作用下形成了以少数载流子漂移为主的光电流,显然,光电流比无光照射时的反向饱和电流大的多,如果光照越强,表示在同样条件下产生的光生载流子越多,光电流就越大,反之,则光电流越小。对于PIN管,由于I层的存在,使扩散区不会到达基区,从而减少了或根本不存在少数载流子通过扩散区的扩散时间,而I层工作在反向,实际是一个强电场区,对少子起加速的作用。即使I层较厚,对少子的度越时间影响也不大,即提高了频率响应。同时,反偏下,耗尽层较无I层时要大的多,从而使结电容下降,也提高了频率响应。

答案解析

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