P-I-N-фотодіоди

Особливістю P-I-N-фотодіода (рис. 5.1.2) є наявність -шару (слаболегованого напівпровідника -типу) між шарами - і -типу (знак + означає сильне легування).

Такий -шар називають збідненим шаром, оскільки в ньому не має вільних носіїв. На P-I-N-структуру подається напруга оберненого зміщення . Сильне легування крайніх шарів робить їх провідними. Тому вся напруга падає на шарі та в ньому створюється максимальне значення електричного поля. Проте в -шарі не має вільних носіїв і відповідно не має електричного струму.

Коли на P-I-N-структуру падає світло, то в -шарі утворюються вільні носії – електронно-дірочні пари, які під дією електричного поля розділяються та просуваються в протилежних напрямках. Отже, в структурі тече струм. Цей струм тече, доки є носії, тобто поки світить світло. Ефективною є взаємодія лише з -шаром, тому його роблять довгим у порівняні з крайніми шарами.

Фотодіоди роблять із різних матеріалів, які визначають довжини хвиль випромінювання, що ефективно взаємодіють із приймачем (див. табл. 8).

Таблиця 8

Матеріал	Робочий діапазон довжин хвиль, нм
Кремній	400-1000
Германій	600-1600
	800-1000
	1000-1700
	1100-1600

Квантова ефективність збідненої області в робочому діапазоні сягає 80-100 %. Проте частина випромінювання, що падає, зазнає френелевого відбивання внаслідок стрибка показника заломлення на границі між поверхнею фотоприймача і середовищем. Для зменшення відбивання приймальну поверхню покривають просвітлюючим шаром, товщиною і показником заломлення , де і – показники заломлення повітря та середовища
-шару відповідно.