Photo-Diode（PD）　　　　　 光(电)二极管

（1）基本概念：

光电二极管就是能够把光信号转变为电信号、并从而能用来检测光的一种半导体器件。在光通信中，作为终端接收光信号的器件也就是光电二极管。

实际上，太阳电池、光电池、红外探测器件、辐射探测器件等，在工作原理上也都与光电二极管相同，只是在太阳电池和光电池中是着眼于把光能转变为电能而已。

光电二极管的基本结构就是一个反向偏置的p-n结（见图示）。

（2）工作原理：

当能量≥禁带宽度的光照射到光电二极管上时，即可把半导体满带中的一些电子激发到导带、产生电子-空穴对；然后电子和空穴在势垒区中电场的作用下分别往p-n结两边输运，并形成所谓光生电流（等于势垒区内产生的载流子的漂移电流，再加上势垒区外产生的载流子的扩散电流）。该二极管的有效作用区，应该是p-n结势垒区及其两边的扩散区（一个扩散长度的中性区范围）。

（3）工作性能：

一般的pn结光(电)二极管的特点是结构简单、使用方便；但对光的响应速度较慢（由于p-n结电容的影响），则不能高频使用；而且表面的p+区光吸收作用较强，则光检测灵敏度较低。

为了提高二极管对光的检测灵敏度，可从三个方面来加以改进：

a）采用浅p-n结，以减小光照面中性区对光能的吸收；

b）图中的p+区采用宽禁带宽度的半导体材料（称为窗口材料），以减小p+区对光能的吸收；

c）增宽p-n结的势垒区宽度，以增大有效作用区。例如，制作成pin结的型式，这就是pin光电二极管（pin-PD），它在光的检测灵敏度方面要比一般的PD高得多；

d）在pin二极管上加上一个较高的反向电压（接近击穿电压），使得能够产生载流子的倍增效应，这就可以把微软的光信号加以放大，更加提高了灵敏度。这种光电二极管就是所谓雪崩光电二极管（APD）。现在远距离光通信中广泛使用的光接收器件也就是APD。