Fotodetector de silicioEs un convertidor fotoeléctrico basado en materiales de silicio, cuyo principio central es utilizar el efecto fotoeléctrico del silicio para convertir la señal óptica en señal eléctrica.

Principio de funcionamiento:

Absorción de luz: cuando la luz brilla sobre el Fotodetector de silicio, la energía fotónica es absorbida por el material de silicio.

Excitación electrónica: la energía luminosa absorbida estimula los electrones del silicio a la banda guía en la banda de energía, formando pares de agujeros electrónicos.

Separación de transportistas: debido a que el silicio tiene propiedades semiconductoras, los electrones y los agujeros se separarán bajo la acción de un campo eléctrico externo.

Generación de corriente: los electrones y agujeros separados forman una corriente eléctrica a lo largo del conductor bajo la acción de un campo eléctrico, y a través de electrodos conectados a un circuito externo, se pueden medir las señales de corriente generadas por el proceso de conversión fotoeléctrica.

　　Fotodetector de silicioSegún la estructura y el principio de funcionamiento, se dividen principalmente en los siguientes tipos:

Detector de fotoconductividad: hecho utilizando el efecto de fotoconductividad de materiales semiconductores. Cuando el voltaje pasa por el detector, el fotón incidente produce un portador y es barrido por el campo eléctrico aplicado y transmitido al terminal del dispositivo. El detector de metal - Semiconductor - metal (msm) es una estructura en el detector de fotoconductividad, con características de baja capacitividad y velocidad de transmisión rápida, hasta 300ghz.

Detector pin: es la estructura más utilizada actualmente por la luz de silicio. Los detectores son de tipo P (positivo) por un lado y de tipo N (negativo) por el otro, P y n son fuertemente dopados, y la zona característica (intrinsic) no está dopado o poco dopado. La estructura tipo pin creará un campo eléctrico incorporado en la zona característica, la luz se absorberá en la zona característica, producirá pares de electrones y agujeros, bajo la acción del campo eléctrico, los electrones se desviarán hacia la zona n y los agujeros se desviarán hacia la zona p, produciendo así un flujo fotoeléctrico. El detector pin también tiene una respuesta a 0v, pero generalmente se aplica otro voltaje de sesgo inverso para maximizar la respuesta.

Detector de avalancha (apd): la respuesta máxima tanto del detector de fotoconductividad como del detector de pin está limitada por el ancho de la brecha de banda del material de la capa absorbente. Los detectores de avalanchas mejoran la eficiencia cuántica a través de la ganancia de avalancha, y cuando los transportistas chocan cuando operan a alta energía, se producen pares adicionales de electrones y agujeros, que ocurren constantemente, lo que resulta en un aumento en el número de transportistas generados. En los fotodetectores de avalanchas, la corriente óptica producida por los transportistas se amplifica muchas veces por los transportistas producidos por las avalanchas.