Fotodiodos

Nossos fotodiodos são oferecidos em tipos cerâmicos e metálicos e apresentam:

• alto ganho a uma baixa tensão de viés
• tempo de subida rápido com baixa capacitância
• alta sensibilidade

• scanners a laser (LIDAR)
• localizadores de alcance a laser
• alinhamento a laser
• instrumentos analíticos
• fotometria de precisão
• equipamento médico
• comunicações ópticas de alta velocidade

Os fotodiodos utilizam o efeito fotoelétrico. Eles têm uma junção p-n, na qual pares livres elétron-buraco são gerados por fótons incidentes. O fluxo de fótons por unidade de ângulo sólido é chamado de intensidade da luz. Ao implantar dopantes no silício, é criado um campo elétrico integrado, que separa e guia os portadores gerados aos contatos metálicos. Quando o viés é reverso, pode ser medida uma fotocorrente em dependência da intensidade da luz.

A escolha de um fotodiodo depende dos seguintes requisitos determinados pela aplicação individual: o tamanho da abertura da área ativa, a geometria da abertura (circular vs quadrada, retangular), o comprimento de onda da luz incidente, o tempo de resposta e a largura de banda (fonte de luz incidente pulsada) necessários, a necessidade de amplificação (nível de potência do sinal óptico), outros parâmetros optoelétricos (por exemplo, corrente escura, capacidade, sensibilidade).

A aplicação de uma tensão negativa a um nó e uma tensão positiva ao cátodo é chamada de "viés reverso". Desta forma, os elétrons livres na camada N são puxados para o terminal positivo e os orifícios na camada P são puxados em direção ao terminal negativo . O viés reverso aumenta o tamanho da região de depleção e tem o resultado de que apenas o fluxo de corrente causado pela luz incidente é ativado. Devido à maior força de campo na região de depleção, o tempo de resposta é mais rápido.

Um arranjo fotovoltaico de fotodiodos é uma composição unidimensional ou bidimensional de fotodiodos individuais (arranjo fotovoltaico discreto) ou várias áreas ativas em um único chip (arranjo fotovoltaico monolítico)
.

Os fotodiodos avalanche (também conhecidos como APD) têm um mecanismo de ganho interno baseado no efeito de avalanche. O mecanismo de ganho os torna adequados para a conversão de sinais ópticos fracos em corrente elétrica mensurável. Eles podem ser projetados para dois regimes de operação principais: dependência linear e não linear da tensão reversa. O regime não linear é denotado como operação do modo Geiger
.

Em diodos padrão, fótons impingentes geram pares elétron-buraco. Esses pares de buracos fornecem uma fotocorrente mensurável. Nos APDs, a tensão de viés reverso aplicada desencadeia uma avalanche, garantindo que os pares elétron-buraco sejam acelerados. A ionização de impacto resultante introduz mais elétrons na banda de condução. Esses elétrons, por sua vez, absorvem mais energia e elevam mais elétrons para a banda de condução. Este processo é chamado de quebra de avalanche e, portanto, pode alcançar um fator de multiplicação de avalanche de várias centenas para o detector.

Os APDs também são empregados para aplicações com altas frequências de modulação. Frequências de aprox. 60 MHz, o nível de ruído aumentado pelo efeito avalanche é geralmente menor do que o nível de ruído produzido por uma combinação de um fotodiodo convencional com eletrônica de ganho externo. Normalmente, você encontrará APDs em scanners a laser e sistemas LIDAR, instrumentos analíticos e de medição de distância e velocidade.

Um fotodiodo é uma junção p-n (positivo-negativo) no semicondutor de silício serve como base física para este processo. Quando fótons com energia suficiente são absorvidos pelo detector, isso resulta na formação de portadores de carga (pares elétron-buraco), que são separados na região de espaço-carga e, assim, geram a fotocorrente.

Um diodo de PINOS compreende uma região semicondutora quase intrínseca, geralmente a região espaço-carga, prensada entre um diodo tipo P e um substrato do tipo N. No entanto, esse termo também é usado para definir componentes com condutividade inversa, desde que nenhum outro efeito não linear seja utilizado no componente.

Um fotodetector ou híbrido é uma combinação de um fotodiodo e um amplificador de transimpedância (TIA). A luz incidente é convertida em corrente elétrica pelo fotodiodo. A fotocorrente é então convertida em uma tensão pelo TIA. O TIA também pode ser usado para amplificar o sinal elétrico.

Enquanto o fotodiodo tem uma corrente elétrica como saída, a saída de um fotodetector é uma tensão.

Um fotodiodo de PINOS é um fotodiodo comum com uma junção p-n para uma ampla gama de aplicações. Um APD é um fotodiodo com um mecanismo de ganho interno usado para sinais de baixa luminosidade, por exemplo, na medição do tempo de voo LIDAR
.