Die PIN-Diode kann ein optische Detektor sein, also eine Fotodiode, sie kann aber auch als steuerbarer frequenzabhängiger Widerstand arbeitet; je nachdem ob sie in Sperr- oder Durchlassrichtung betrieben wird. Als Fotodiode arbeitet die PIN-Diode in Sperrrichtung und wandelt Lichtsignale in elektrische Signale um.

Wie aus der Bezeichnung erkennbar, besteht die PIN-Diode aus drei Schichten: einer positiv dotierten P-Schicht, einer negativ dotierten N-Schicht und der zwischen beiden liegende Intrinsic-Bereich, in dem sich nur wenige freie Ladungsträger befinden. Der Intrinsic-Bereich hat eine Breite von etwa 500 nm bis 1.000 nm, wogegen die P- und N-Schicht nur etwa 10 nm bis 30 nm breit sind. Fällt Licht auf den Intrinsic-Bereich werden Elektronen aus dem atomaren Verbund gerissen und stehen für den Ladungstransport zur Verfügung. Je höher die Lichtstärke, desto mehr freie Elektronen stehen zur Verfügung.

Aufbau der PIN-Diode

Neben der PIN-Diode werden in E/O-Wandlern auch die empfindlicheren APD-Dioden oder Fototransistoren eingesetzt.

Die PIN-Diode ist unempfindlicher als die APD, dafür aber temperaturstabiler und kostengünstiger. Spitzenwerte für die Empfindlichkeit liegen zwischen -40 dBm (25 Mbit/s) und -55 dB (2 Mbit/s) bei 850 nm Wellenlänge.

PIN-Diode von Physics SCI

Wird die PIN-Diode in Durchlassrichtung betrieben, dann kann man die Raumladungszone in der Breite steuern und erhält damit die Funktion eines kapazitiven Widerstandes. In dieser Funktion wird die PIN-Diode in HF-Schaltungen, so beispielsweise in HF-Dämpfungsgliedern.