Photodiode, Photo Diode   포토 다이오드, 광 다이오드, 반도체 광다이오드

(2021-03-10)

PD , PD


1. 반도체다이오드 ( → 전기) 신호를 전기 신호로 변환하는 반도체 다이오드수광소자(광검출기)  ↔  발광소자


2. 반도체다이오드의 구조 및 회로구성

  ㅇ 동작영역이 역 바이어스 영역으로 제한되는 반도체 pn 접합 디바이스 구조를 갖음
     - 광-전 변환된 출력신호로는 전류 신호임
     


3. 반도체다이오드의 동작원리

  ㅇ 기본적으로, 입사하는 에 따라 출력 전류를 변화시키는 동작을 함

  ㅇ 밴드갭 에너지 이상에서 광 흡수
     - 만일 입사 광자(光子) 에너지반도체밴드갭(band gap) 에너지 보다 크면,
     - 반도체에서는 광 흡수가 일어나며 전자-정공쌍(electron-hole pair)이 만들어짐

  ㅇ 역바이어스된 반도체 PN 접합 구조
     - 역 바이어스된 pn 접합부가 광에 노출될때 역 전류(광 전류)가 증가됨
        . 이때, 광전류는 역 바이어스 전압에 의존하지 않고 의 양에 만 의존함
     

     - 공핍층 내에서 생성된 전자-정공 캐리어들은,
        . 인가 전계(역 바이어스)에 따라 서로 나뉘어 이동한 후에, 도선을 통해 전류를 생성함

  ㅇ 결과적으로, 광-전 변환이 이루어짐


4. 반도체다이오드의 동작 특성

  ㅇ 역 바이어스에 의한 동작
     - 광이 입사하지 않을 때 
        . 일반적인 다이오드 특성과 같음
     - 광이 입사할 때
        . 역방향 전류가 입사 광량에 비례하여 흐르게됨.
        . 한편, 수광소자에 입사광이 없을 때도 흐르는 전류를 암전류(Dark Current)라고함

  ㅇ 온도에 매우 민감함
     - 매 5 또는 10℃ 마다 2배씩 증가

  ㅇ 파장에 따라 응답특성이 달라짐   ☞ 응답도 참조


5. 반도체다이오드의 종류p-n 접합 포토 다이오드       :  (효율이 낮아 거의 실용화되지 않음)

  ㅇ p-i-n 포토 다이오드 (PIN-PD) :  안정적, 저가, 응답도 낮음 

  ㅇ Avalanch 포토 다이오드 (APD) :  증폭 기능 내재, 고속 장거리용, 고가, 응답도 좋음

다이오드
   1. 다이오드   2. 다이오드 종류   3. 다이오드 근사 해석   4. 제너 다이오드   5. 버랙터 다이오드   6. 포토 다이오드   7. PIN 광다이오드   8. 쇼트키 다이오드   9. 터널 다이오드  
수광 소자
   1. 수광소자/광수신기   2. 광다이오드   3. PIN 광다이오드   4. APD 광다이오드   5. 응답도   6. 암전류   7. 양자 효율  


Copyrightⓒ written by 차재복 (Cha Jae Bok)               기술용어해설 후원
"본 웹사이트 내 모든 저작물은 원출처를 밝히는 한 자유롭게 사용(상업화포함) 가능합니다"