La luz entra en la región del fotodiodo que no está plegada y provoca la formación de pares electrón-hueco. Bajo la acción del campo eléctrico, los electrones migran a la región de la avalancha. En este caso, el campo eléctrico provoca un aumento de su velocidad hasta el punto de que la colisión con la red cristalina crea otro par de huecos de electrones. A su vez, estos electrones pueden chocar con la red cristalina para crear más pares de huecos de electrones. De esta forma, un solo electrón creado por la luz se encuentra en una zona que no puede crear más.
Aprendamos ¿Por qué el fotodiodo está fuertemente dopado?
El fotodiodo de avalancha tiene varias diferencias con respecto a los diodos PIN ordinarios. El proceso de avalancha significa que un electrón producido por la luz en un área no dopada se multiplica varias veces mediante un proceso de avalancha. Como resultado, los fotodiodos para deslizamientos de tierra son mucho más sensibles. Pero resultó que era casi no lineal y, debido al proceso de avalancha, la señal generada era mucho más fuerte que uno de los diodos pin.
El nivel de dopaje en los semiconductores influye en la resistencia; las capas más dopadas tienen la resistencia más baja. Para algunos valores de corriente que pasan a través de la capa de diodo, en realidad es una serie de resistencias diferentes, que generan diferentes valores de voltaje según las capas.
Causa del fotodiodo muy dopado
Los fotodiodos P-i-N se utilizan habitualmente en diversas aplicaciones. Consiste en una capa de contacto transparente en la parte superior de la capa absorbente no aplicada y una capa de contacto de n capas altamente tratada en la parte inferior. Se fabrica un fotodiodo discreto sobre un sustrato conductor, como se muestra en la figura, lo que facilita la formación de contactos tipo n y reduce el número de pasos en el proceso. El contacto superior suele ser un contacto de anillo metálico que tiene una baja resistencia de contacto y también permite que la luz sea absorbida por el semiconductor. Un enfoque alternativo utiliza conductores transparentes, como el óxido de indio y estaño (ITO). La zona del dispositivo activo se forma tallando la mesa o implantando protones en la zona adyacente, lo que la deja aislada. Agregue una capa dieléctrica alrededor del área activa para reducir el flujo de drenaje y garantizar una baja capacidad del chip de contacto.
Razón del fotodiodo fuertemente dopado
Este fotodiodo utiliza una capa semiconductora intrínseca (dopada con N o, a veces, ligeramente dopada) entre las capas P y N, que tiene el efecto de reducir la capacitancia de la unión PN y, por lo tanto, aumentar la velocidad máxima de conmutación, especialmente para la comunicación por fibra óptica. La capa intrínseca relativamente profunda también ofrece un mayor volumen de conversión fotón-electrón/hueco. El fotodiodo PIN se utiliza en modo fotoconductor con aplicaciones de polarización inversa; la relación entre la cantidad de luz recibida y la corriente eléctrica producida es básicamente lineal y también relativamente estable en el rango de temperatura normal.
Funcionamiento del fotodiodo PIN
El fotodiodo PIN consta de una región p y una región n separadas por una capa intrínseca muy fuerte. La capa intrínseca se coloca entre la región p y la región n para aumentar el ancho de la zona de adelgazamiento. Los semiconductores P y n están altamente procesados. Por lo tanto, la región p y la región n del fotodiodo PIN tienen una gran cantidad de portadores de carga para transportar energía eléctrica.
Sin embargo, este portador de carga no transportará corriente eléctrica en condiciones de polarización inversa. Por el contrario, los semiconductores intrínsecos son materiales semiconductores no controlados. Como resultado, la región intrínseca no cuenta con un portador de carga para producir electricidad. En condiciones de sesgo inverso, los principales transportistas de carga en la región n y la región p quedan excluidos de la intersección.
Como resultado, la anchura de la zona de agotamiento llega a ser muy grande. Como resultado, la mayoría de los portadores no transportarán corriente eléctrica en condiciones de polarización inversa. Sin embargo, los transportistas minoritarios transportarán electricidad porque tienen una fuerza repulsiva del campo eléctrico externo. En un fotodiodo PIN, el portador de carga producido en la región de agotamiento transporta la mayor parte de la electricidad. Los portadores de carga producidos en la región p o n producen sólo una pequeña corriente eléctrica.
Cuando se aplica energía luminosa o fotones a los diodos PIN, la mayor parte de la energía es observada por las regiones intrínsecas o de escape debido al ancho de la trampilla. Como resultado, se produce una gran cantidad de pares de electrones. Los electrones libres producidos en la región intrínseca se mueven hacia la parte n, mientras que los huecos producidos en la región intrínseca se mueven hacia la sección p.
En palabras simples ¿Por qué el fotodiodo está fuertemente dopado?
Los electrones y los huecos pueden moverse libremente de un área a otra transportando corriente eléctrica. Cuando los electrones y los huecos libres alcanzan la región n y la región p, son atraídos por los terminales positivo y negativo de la batería.
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