La lumière pénètre dans la région de la photodiode qui n’est pas pliée et provoque la formation de paires électron-trou. Sous l’action du champ électrique, les électrons migrent vers la zone avalancheuse. Ici, le champ électrique provoque une augmentation de leur vitesse dans la mesure où la collision avec le réseau cristallin crée une autre paire d’électrons-trous. À leur tour, ces électrons peuvent entrer en collision avec le réseau cristallin pour créer davantage de paires électron-trou. De cette façon, un seul électron créé par la lumière dans une zone ne peut pas en créer davantage.
Apprenons Pourquoi la photodiode est fortement dopée ?
La photodiode à avalanche présente un certain nombre de différences par rapport aux diodes PIN ordinaires. Le processus d’avalanche signifie qu’un électron produit par la lumière dans une zone non dopée est multiplié plusieurs fois par un processus d’avalanche. En conséquence, les photodiodes destinées aux glissements de terrain sont beaucoup plus sensibles. Mais il s’est avéré qu’il était presque non linéaire et, en raison du processus d’avalanche, le signal généré était beaucoup plus fort que celui de l’une des diodes P-I-N.
Le niveau de dopage dans les semi-conducteurs influence la résistance, les couches les plus dopées ayant la plus faible résistance. Pour certaines valeurs de courant traversant la couche de diodes, il s’agit en fait d’une série de résistances différentes, générant des valeurs de tension différentes selon les couches.
Cause du photodiode fortement dopée
Les photodiodes P-i-N sont généralement utilisées dans diverses applications. Il se compose d’une couche de contact transparente transparente en haut de la couche absorbante non appliquée et d’une couche de contact en couche N hautement traitée en bas. Une photodiode discrète est réalisée sur un substrat conducteur, comme le montre la figure, ce qui facilite la formation de contacts de type N et réduit le nombre d’étapes du processus. Le contact supérieur est généralement un contact annulaire métallique qui présente une faible résistance de contact et permet également à la lumière d’être absorbée par le semi-conducteur. Une approche alternative utilise des conducteurs transparents, tels que l’oxyde d’indium et d’étain (ITO). La zone du dispositif actif est formée en découpant la mesa ou en implantant des protons dans la zone adjacente, ce qui la rend isolée. Ajoutez une couche diélectrique autour de la zone active pour réduire le débit de drainage et garantir une faible capacité de puce de contact.
Raison du photodiode fortement dopée
Cette photodiode utilise une couche semi-conductrice intrinsèque (dopée N ou parfois légèrement dopée) entre les couches P et N, ce qui a pour effet de réduire la capacité de la jonction PN et donc d’augmenter la vitesse maximale de commutation, notamment pour la communication par fibre optique. La couche intrinsèque relativement profonde offre également un plus grand volume de conversion photon-électron/trou. La photodiode PIN est utilisée en mode photoconducteur avec des applications de polarisation inverse ; la relation entre la quantité de lumière reçue et le courant électrique produit est fondamentalement linéaire et également relativement stable dans la plage de température normale.
Fonctionnement de la photodiode PIN
La photodiode PIN est constituée d’une région p et d’une région n séparées par une couche intrinsèque très résistante. La couche intrinsèque est placée entre la région p et la région n pour augmenter la largeur de la zone d’amincissement. Les semi-conducteurs P et n sont hautement traités. Par conséquent, la région p et la région n de la photodiode PIN possèdent un grand nombre de porteurs de charge pour transporter l’énergie électrique.
Cependant, ce porteur de charge ne transportera pas de courant électrique dans des conditions de polarisation inverse. D’un autre côté, les semi-conducteurs intrinsèques sont des matériaux semi-conducteurs non contrôlés. En conséquence, la région intrinsèque ne dispose pas de porteur de charge pour produire de l’électricité. Dans des conditions de biais inverse, les principaux transporteurs de marchandises de la région n et de la région p sont exclus de l’intersection.
En conséquence, la largeur de la zone d’épuisement devient très grande. En conséquence, les porteurs majoritaires ne transporteront pas de courant électrique dans des conditions de polarisation inverse. Cependant, les porteurs minoritaires transporteront de l’électricité car ils ont une force répulsive du champ électrique externe. Dans une photodiode PIN, le porteur de charge produit dans la région d’épuisement transporte la majeure partie de l’électricité. Les porteurs de charge produits dans la région p ou n ne produisent qu’un faible courant électrique.
Lorsque de l’énergie lumineuse ou des photons sont appliqués aux diodes PIN, la majeure partie de l’énergie est observée par les régions intrinsèques ou épuisantes en raison de la largeur de la trappe. En conséquence, un grand nombre de paires d’électrons sont produites. Les électrons libres produits dans la région intrinsèque se déplacent vers la partie n, tandis que les trous produits dans la région intrinsèque se déplacent vers la section p.
En termes simples, pourquoi la photodiode est fortement dopée ?
Les électrons et les trous sont libres de se déplacer d’une zone à une autre en transportant le courant électrique. Lorsque les électrons et les trous libres atteignent la région n et la région p, ils sont attirés vers les bornes positives et négatives de la batterie.
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