Fotodiodo PN e Fotodiodo PIN
Os fotodiodos PN e PIN são uma das formas populares de fotodiodos. Eles têm características próprias que os tornam muito adequados para muitas aplicações.
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Tutorial de Fotodiodos Inclui:
Tecnologia de Fotodiodos | Fotodiodos PN e PIN | Fotodiodo de Avalanche | Fotodiodo Schottky | Estruturas de Fotodiodos | Teoria de Fotodiodos
Tutorial de Diodo Inclui:
Tipos de diodos | Especificações e classificações de diodos
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O fotodiodo PN e o fotodiodo PIN são dois dos formatos mais comuns para fotodiodos.
Tanto o fotodiodo PIN como os fotodiodos PN são amplamente utilizados para uma variedade de aplicações de fotodetecção devido às suas características.
Fotodiodo PN
O fotodiodo PN básico é usado em vários casos. A fotodetecção ocorre dentro da área de depleção do diodo. Como isso é relativamente pequeno, a sensibilidade não é tão grande quanto a de algumas outras formas de fotodiodo.
Noções básicas de fotodiodo PIN
O fotodiodo PIN oferece sensibilidade e desempenho adicionais em relação ao fotodiodo de junção PN básico.
Um dos principais requisitos para qualquer fotodetector é uma área suficientemente grande na qual os fótons de luz possam ser coletados e convertidos. Isso é obtido criando uma grande região de depleção – a região onde ocorre a conversão de luz – adicionando uma área intrínseca à junção PN para criar uma junção PIN.
Um dos principais parâmetros dentro do projeto do fotodiodo PIN é permitir que a luz entre na região intrínseca. O design físico do fotodiodo precisa levar isso em consideração para que a coleta de luz seja otimizada.
Os fotodiodos em geral e, neste caso, o fotodiodo PIN responderão de maneira diferente a diferentes comprimentos de onda de luz. Geralmente, é a espessura da região ou camada do tipo p superior que é um dos parâmetros-chave na determinação da sensibilidade da resposta.
Aplicações de Fotodiodo PIN
O fotodiodo PIN não tem ganho, e para algumas aplicações isso pode ser uma desvantagem. Apesar disso, ainda é a forma de diodo mais amplamente utilizada, encontrando aplicações em CD players de áudio, drives de DVD, etc. Além disso, eles são usados em sistemas de comunicação óptica.
Os fotodiodos PIN também são usados como detectores de radiação nuclear. Existem vários tipos de radiação nuclear. A radiação pode estar na forma de partículas carregadas ou não carregadas de alta energia, ou também pode ser radiação eletromagnética. O diodo pode detectar todas essas formas de radiação. A radiação eletromagnética, da qual a luz é uma forma, gera os pares elétron-buraco já mencionados. As partículas têm exatamente o mesmo efeito. No entanto, como apenas uma pequena quantidade de energia é necessária para gerar um par buraco-elétron, uma única partícula de alta energia pode gerar vários pares buraco-elétron.
Comparação de Fotodiodo PN / PIN
Tanto os fotodiodos PN quanto os fotodiodos PIN podem ser obtidos de muitos fornecedores. Ao projetar o circuito do fotodetector, é necessário escolher o tipo correto de fotodiodo, dependendo do desempenho e das características necessárias:
Fotodiodo PN:
- Um fotodiodo PN não requer polarização reversa e, como resultado, é mais adequado para aplicações com pouca luz devido ao melhor desempenho de ruído.
PIN fotodiodo:
- A polarização reversa exigida pelo fotodiodo PIN introduz uma corrente de ruído que reduz a relação sinal-ruído
- O reveres bias oferece melhor desempenho para aplicações de alta faixa dinâmica
- A polarização reversa necessária oferece melhor desempenho para aplicações de alta largura de banda, pois a capacitância entre as regiões P e N, bem como o armazenamento de carga, são pequenos.
Desta forma pode-se perceber que o fotodiodo PN e o fotodiodo PIN possuem características diferentes que possibilitam sua utilização em diferentes aplicações.
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