pin和apd探测器的主要区别(平板探测器的英文缩写是ip)

光模块：PIN光电二极管和APD光电二极管

光电探测器。

pin和apd探测器的主要区别(平板探测器的英文缩写是ip)

光模块接收端能正确识别信号并完成光电转换，就需要光电探测器，光电探测器通过检测出照射在其上面的光功率，从而并完成光/电信号的转换。我们常用的PIN光电二极管和APD（雪崩）光电二极管就属于光电探测器。要说探测器，就必须说说探测器基本的结构PN结。

PN结

PN结，指的将P型半导体和N型半导体制作在同一块半导体的基片上，在这两个半导体的交界处形成的空间电荷区。我们先看看什么是P型和N型半导体。

P型半导体：含有较高浓度的“空穴”（空穴相当于正电荷），所以是Positive的P，成为能导电的物质；

N型半导体：含电子浓度较高的半导体，导电性由自由电子导电，由于电子带负电，所以是Negative的N。

因此，在P型半导体和N型半导体交界处就出现了电子和空穴的浓度，从而形成空穴和电子的扩散运动，导致一些电子从N型区向P型区扩散，一些空穴又从P型区向N型区扩散。终的结果就是在PN交汇处形成空间电荷区电场（内电场，从N指向P），也称之为PN结（缺少“多子”也叫耗尽层）。

（图片来源于网络）

在这里说明一下内部电场，这个电场的形成就导致了载流子的漂移运动，一是N区的载流子空穴向P区漂移，另外是P区的载流子电子向N区漂移。

（图片来源于网络）

因此，单纯的PN二极管的扩散运动只发生在PN结附近，远离PN结的地方就没有电场存在，这也是为什么PN二极管的光电变换效率低下以及响应速度也很慢。

PIN光管二极管

为了解决这个问题，提高转换效率和响应速率，通过在P型和N型半导体之间增加 一层轻掺杂的N型材料 I （Intrinsic，本征的）层，以展宽耗尽层，提高转换效率，这是因为轻掺杂I层，电子浓度很低，经扩散后就可以形成一个很宽的耗尽层。这就是我们的PIN光电二极管。

PIN光电二极管

原理：

（1）光子照射在半导体材料上产生光生载流子；

（2）光电流在外部电路作用下形成电信号并输出。

APD雪崩光管二极管

在前面的文章中我们说到，APD雪崩光电二极管具有较高的接收机灵敏度，这个较高灵敏度靠的就是对初级的电光流进行雪崩倍增效果。说到雪崩，估计大家脑海中的第一印象就是大雪山发生雪崩，其实也是同样的道理，高山上的一点雪发生碰撞，从上而下一路累积，雪团越来越大，后形成雪崩。

从这里我们可以看出，要发生雪崩，必须具备一个条件就是山要足够的高。因此，雪崩光电二极管也就是在PIN光电二极管的基础结构中增加了雪崩区。使得光生载流子在其耗尽区(高场区)内的碰撞电离效应激发出新的电子-空穴对，新产生的载流子通过电场加速，导致更多的碰撞电离产生，一生二，二生三，三生万物，从而获得光生电流的雪崩倍增。

APD雪崩光电二极管

原理：

（1）光子照射在半导体材料上产生光生载流子；

（2）光生载流子在雪崩区即高电场区发生雪崩倍增；

（3）光电流在外部电路作用下形成电信号并输出。

PIN光电二极管与APD雪崩二极管的优缺点

PIN光电二极管与APD雪崩二极管的优缺点：

PIN光电二极管优点在于响应度高响应速度快，频带也较宽工作电压低，偏置电路简单在反偏压下可承受较高的反向电压，而缺点在于I层电阻很大管子的输出电流小，一般多为零点几微安至数微安。

APD雪崩二极管具有功率大、效率高等优点，它是固体微波源，特别是毫米波发射源的主要功率器件，广泛地使用于雷达、通信、遥控、遥测、仪器仪表中，其主要缺点是噪声较大。

应用

PN结型光电二极管与其他类型的光探测器一样，在诸如光敏电阻、感光耦合元件（Charge-coupled Device, CCD）以及光电倍增管等设备中有着广泛应用。

它们能够根据所受光的照度来输出相应的模拟电信号（例如测量仪器）或者在数字电路的不同状态间切换（例如控制开关、数字信号处理）。

光电二极管在消费电子产品，例如CD播放器、烟雾探测器以及控制电视机、空调的红外线遥控设备中也有应用。

PIN:

光敏面接收对应波长的光照时，产生光生电流；

雪崩光电二极管（APD）：除了和PIN相同部分外，多了一个雪崩增益区，光生电流会被放大，

放大的倍数称为雪崩增益系数。当然同时也会产生噪声电流。

3. 分析比较以下几种光电检测器件的异同：硅光电池，光电二极管（PIN），雪崩光电二极管（APD）。主要从以

简单说，都可以产生光生电流，把光变成电。

硅光电池：主要是能量转化，一般工作于可见光波段，把光能转化为电能，单晶硅18%左右，

多晶硅16%左右，一般不会考虑信噪比；

PIN: 用于光至电信号转换，通讯中常用，主要的有工作于850nm波段和1100nm-1650nm波段的，

转化效率一般在0.85A/W左右，信噪比可以做到很高，这个过程中的噪声主要是热噪声；

APD:和PIN相比，多了一个雪崩增益区，可以发大光生电流，从而提高转化效率，但是雪崩增益

本身也会产生噪声。

有线电视系统光接收机是干什么用的？

有线电视系统光接收机是光信号接收百机。从光缆中接入光信号，再变成电信号借度由电缆传入用户终端实现有线问电视的节目收看。

在光通信系统中，对光电探测器的要求是灵敏度高、响应快、噪声小、成本低和可靠性高。光电检测过程的基本原理是光吸收。在光通信系统中常用的光电检测器是PIN光电二极管和雪崩二极管(APD)。 两种探测器的性能比较：由于相同性能的PIN与APD相比，PIN的价格要低廉，而且PIN的噪声要低。

扩展资料

由于从有线电视光纤中传过来的光信号一般都很微弱，因此对光检测器的基本要求是：

1） 在系统的工作波长段内具有足够高的响应度，即对一定的入射光功率，能够输出尽可能大的光电流。

2） 具有足够快的响应速度，能够适用于宽带或高速系统。

3） 由检测器引入的附加噪声尽可能低，以降低器件本身对信号的影响。

4） 具有良好的线性关系，以保证信号转换过程中的不失真。

5） 具有较小的几何尺寸，高可靠性和较长的工作寿命等。

试说明APD 和PIN在性能上的主要区别?

InGaAs-APD暗电流要大于InGaAs-PIN/APD的响应相对要低于PIN/Si-APD结电流大于Si-PIN,而InGaAs-PIN结电流大于InGaAs-APD/APD工作电压远大于PIN,APD加正向电压PIN加反向电压/APD有增益的光电二极管,而PIN没有.