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A dynamic operation of a PIN photodiode
Résumé
Traditionally, photodiodes operate at static reverse bias, and incident light intensity is obtained from the relatively week photocurrent. In this paper, we introduce a different concept of photodiode function: the photodiode is used in a dynamic regime where it is switched from the reverse to forward state. Thus, the light intensity is defined not by the measured photocurrent but by the delay time of appearance of the strong forward current with the amplitude independent of the light intensity. Our experimental results as well as finite element modeling show that the dynamic mode of photodiode operation can potentially provide an improvement of the device performance. (C) 2015 AIP Publishing LLC.
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Concepts associés (23)
Photodiode
Une photodiode est un composant semi-conducteur ayant la capacité de capter un rayonnement du domaine optique et de le transformer en signal électrique. Comme beaucoup de diodes en électronique elle est constituée d'une jonction PN. Cette configuration de base fut améliorée par l'introduction d'une zone intrinsèque (I) pour constituer la photodiode PIN. En absence de polarisation (appelé mode photovoltaïque) elle crée une tension. En polarisation inverse par une alimentation externe (mode photoampérique), elle crée un courant.
Diode PIN
Une diode PIN (de l’anglais Positive Intrinsic Negative diode) est une diode constituée d'une zone non-dopée, dite intrinsèque I, intercalée entre deux zones dopées P et N. Une diode PIN polarisée dans le sens direct (passante) offre une impédance dynamique (vis-à-vis des signaux variables) extrêmement faible. Polarisée dans le sens inverse (bloquée) elle offre une très grande impédance et surtout une très faible capacité (elle se comporte comme un condensateur de très faible valeur, quelques picofarads, voire bien moins encore suivant les modèles).
Avalanche photodiode
An avalanche photodiode (APD) is a highly sensitive semiconductor photodiode detector that exploits the photoelectric effect to convert light into electricity. From a functional standpoint, they can be regarded as the semiconductor analog of photomultiplier tubes. The avalanche photodiode (APD) was invented by Japanese engineer Jun-ichi Nishizawa in 1952. However, study of avalanche breakdown, microplasma defects in silicon and germanium and the investigation of optical detection using p-n junctions predate this patent.
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