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PIN 포토다이오드
APD(어밸런치 다이오드)
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PIN 포토다이오드
포토다이오드는 아래 그림의 전류-전압 특성에서 볼 수 있듯이 광기전력 모드(photovoltaic mode)와 광전도 모드(photoconductive mode) 등 두 가지 모드로 사용할 수 있다. 광기전력 모드는 두 단자를 개방하거나 고저항(RL)을 접속하고 양단자의 기전력을 측정하는 모드이며, 이 경우에는 다이오드에 어떠한 외부전압을 가하지 않는다. 광기전력 모드에서는 단자용량(접합용량 + 기타 정전용량)이 매우 크므로 센서의 응답속도를 제한할 수 있기 때문에 회로설계 시 이 점을 고려해야 한다. 광전도 모드는 광기전력 모드에 비해 많이 사용하는 동작모드이다. pn접합에 역 전압(reverse bias)을 인가하고(-VR) 외부회로에 흐르는 전류를 측정한다. 역 전압을 인가하면 응답속도와 직선성이 크게 향상되며, 역 전압에 의해 공핍층 영역이 넓어져 정전용량이 감소하기 때문에 응답속도도 빨라진다. 그러나 역 전압을 가하면 암전류(dark current)와 잡음전류가 증가하는 단점이 있다.
아래 그림은 실리콘 포토다이오드의 조도에 따른 출력전류 및 출력전압의 관계를 나타낸다. 포토다이오드에 발생되는 광전류는 넓은 범위에 걸쳐 조도에 비례하기 때문에 직선성이 매우 우수하다. 반면 출력전압은 광량변화에 대해 지수 함수적으로 변하기 때문에 온도 변화가 큰 광량측정에는 부적합하다.
pn 포토다이오드의 감도를 증가시키고 응답속도를 향상시키기 위해서는 다이오드 내의 정전용량을 최소화해야 한다.
출처 : 해피캠퍼스
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