Компоненты волоконно-оптических систем. Белкин М.Е. - 85 стр.

                              85

        3.2 Типы и основные структуры фотодиодов

     Схема включения фотодиода p-n типа приведена на рис. 48,
а. Диод имеет обедненную область, образованную неподвижны-
ми положительно заряженными атомами донора в n-области пе-
рехода и неподвижными отрицательно заряженными атомами ак-
цептора в p-области, а также область поглощения падающего све-
та. Здесь ширина обедненной области зависит от концентрации
легирующих примесей. Чем меньше примесей, тем шире обед-
ненный слой. Положение и ширина области поглощения зависят
от длины волны падающего света и от материала фотодиода. Чем
сильнее поглощается оптическое излучение, тем эта область
тоньше. Если электронно-дырочные пары образуются при по-
глощении оптических фотонов в обедненной области, то элек-
троны и дырки, попадая в сильное электрическое поле, будут
быстро дрейфовать каждый в свою сторону: электроны в n-слой,
а дырки – в p-слой. При этом во внешней цепи возникает фото-
ток. Если же электронно-дырочная пара образуется вне обеднен-
ной области далеко от p-n перехода, то дырка сначала должна
диффундировать до границ обедненной области. Так как процесс
диффузии происходит значительно медленнее по сравнению с
дрейфом, то желательно, чтобы максимально большая часть света
поглощалась в обедненной области. Увеличение этой области до-
стигается уменьшением концентрации примеси в n-слое.
     Слабо легированный n-слой может считаться слоем с соб-
ственной проводимостью и обозначается как i-слой. Добавив к
i-слою сильно легированную n-область, можно получить так
называемый фотодиод p-i-n типа, структура которого показана
на рис. 48, б. Фотодиоды данной структуры характеризуются
простотой, высокими эффективностью и быстродействием при
преобразовании оптического излучения, поэтому они нашли
самое широкое применение в ВОСП.
     Таким образом, фотодиод, как элемент электрической
схемы, является источником тока. Поскольку фототок в
нагрузке имеет очень небольшую величину, его желательно
увеличить, для чего используются так называемые лавинные