本文介紹了光電二極管的工作機理、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。電子-空穴對被跨越PN結(jié)的強電場隔開，該強電場由偏置電壓產(chǎn)生并且非常快速地朝向電極漂移。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)的檢測機理是增加光子產(chǎn)生電子-空穴對的可能性。 APD，每個一次產(chǎn)生的電子都被強電場加速，這比通過碰撞電離作用產(chǎn)生幾個二次電子-空穴對要快。這個過程本質(zhì)上是隨機的，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，中心波長約為1500nm的光電二極管。