本文介紹了光電二極管的工作機(jī)理、類型以及材料。

光電二極管的主要作用是吸收入射光信號(hào)的光子，將它們轉(zhuǎn)換回電平。能量大于半導(dǎo)體PN結(jié)構(gòu)的帶隙的所有人射光子可以在光電二極管結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。電子-空穴對(duì)被跨越PN結(jié)的強(qiáng)電場(chǎng)隔開，該強(qiáng)電場(chǎng)由偏置電壓產(chǎn)生并且非?？焖俚爻螂姌O漂移。因此，產(chǎn)生的光電流被光接收器中的電路放大和處理。

兩種光電二極管：PIN光電二極管和雪崩光電二極管(APD)。 PIN光電二極管內(nèi)的檢測(cè)機(jī)理是增加光子產(chǎn)生電子-空穴對(duì)的可能性。 APD，每個(gè)一次產(chǎn)生的電子都被強(qiáng)電場(chǎng)加速，這比通過(guò)碰撞電離作用產(chǎn)生幾個(gè)二次電子-空穴對(duì)要快。這個(gè)過(guò)程本質(zhì)上是隨機(jī)的，像雪崩一樣。 圖：左邊是PIN，右邊是APD。

制造光電二極管主要有三種半導(dǎo)體材料: ①硅(Si),用于總帶寬高達(dá)200nm，中心波長(zhǎng)約為800nm的光電二極管； ②鍺(Ge),用于總帶寬高達(dá)400nm，中心波長(zhǎng)約為1400nm的光電二極管; ③砷化銦鎵(InGaAs),用于總帶寬高達(dá)600nm，中心波長(zhǎng)約為1500nm的光電二極管。