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Fotodiodo PN y fotodiodo PIN

Fotodiodo PN y fotodiodo PIN

El fotodiodo PN y el fotodiodo PIN son dos de los formatos más comunes de fotdiodos.

Tanto el fotodiodo PIN como los fotodiodos PN se utilizan ampliamente para una variedad de aplicaciones de fotodetección debido a sus características.

Fotodiodo PN

El fotodiodo PN básico se utiliza en varios casos. La fotodetección ocurre dentro del área de agotamiento del diodo. Como es relativamente pequeño, la sensibilidad no es tan grande como la de algunas otras formas de fotodiodo.

Conceptos básicos del fotodiodo PIN

El fotodiodo PIN proporciona sensibilidad y rendimiento adicionales a los del fotodiodo de unión PN básico.

Uno de los requisitos clave para cualquier fotodetector es un área suficientemente grande en la que los fotones de luz se puedan recolectar y convertir. Esto se logra creando una gran región de agotamiento, la región donde tiene lugar la conversión de luz, agregando un área intrínseca en la unión PN para crear una unión PIN.

Uno de los parámetros clave dentro del diseño del fotodiodo PIN es permitir que la luz entre en la región intrínseca. El diseño físico del fotodiodo debe tener esto en cuenta para optimizar la captación de luz.

Los fotodiodos en general y en este caso el fotodiodo PIN responderán de manera diferente a diferentes longitudes de onda de luz. Generalmente, es el grosor de la región o capa superior del tipo p el que es uno de los parámetros clave para determinar la sensibilidad de respuesta.

Aplicaciones de fotodiodos PIN

El fotodiodo PIN no tiene ninguna ganancia, y para algunas aplicaciones esto puede ser una desventaja. A pesar de esto, sigue siendo la forma de diodo más utilizada, encontrando aplicaciones en reproductores de CD de audio, unidades de DVD, etc. Además de esto, se utilizan en sistemas de comunicación óptica.

Los fotodiodos PIN también se utilizan como detectores de radiación nuclear. Existen varios tipos de radiación nuclear. La radiación puede estar en forma de partículas cargadas o no cargadas de alta energía, o también puede ser radiación electromagnética. El diodo puede detectar todas estas formas de radiación. La radiación electromagnética, de la que la luz es una forma, genera los pares hueco-electrón como ya se mencionó. Las partículas tienen exactamente el mismo efecto. Sin embargo, como solo se requiere una pequeña cantidad de energía para generar un par hueco-electrón, una sola partícula de alta energía puede generar varios pares hueco-electrón.

Comparación de fotodiodos PN / PIN

Tanto los fotodiodos PN como los fotodiodos PIN se pueden obtener de muchos proveedores. Al diseñar el circuito del fotodetector, es necesario elegir el tipo correcto de fotodiodo en función del rendimiento y las características necesarias:

Fotodiodo PN:

  • Un fotodiodo PN no requiere una polarización inversa y, como resultado, es más adecuado para aplicaciones con poca luz debido al rendimiento mejorado del ruido.

Fotodiodo PIN:

  • La polarización inversa requerida por el fotodiodo PIN introduce una corriente de ruido que reduce la relación señal / ruido
  • El sesgo revere ofrece un mejor rendimiento para aplicaciones de alto rango dinámico
  • La polarización inversa requerida ofrece un mejor rendimiento para aplicaciones de gran ancho de banda, ya que la capacitancia entre las regiones P y N, así como el almacenamiento de carga, es pequeña.

De esta forma se puede ver que el fotodiodo PN y el fotodiodo PIN tienen características diferentes que les permiten ser utilizados en diferentes aplicaciones.

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