Fotodiode caracteristicile și principiile de funcționare ale dispozitivului, revista on-line electrician

Un fotodiodă simplu este o diodă semiconductor convențional în care este posibil să se influențeze radiația optică la p-n-joncțiunii.

Într-o stare de echilibru, atunci când fluxul de radiație este complet absentă, concentrația de purtător, și rassredotachivanie diagrama potențială banda de energie a fotodiodei corespund complet ordinare p-n-structură.

Atunci când este expusă la radiații într-o direcție perpendiculară pe planul p-n-tranziție, în absorbția de fotoni cu energie în cele din urmă mai mare decât lățimea zonelor neregulate, în n-regiune care apar perechi electron-gol. Acești electroni și găuri de photocarriers sun.

În difuzie în interiorul photocarriers n-regiune a fracției principale a electronilor și găurile recombina și nu timp atinge limita de p-n-joncțiune. Aici photocarriers domeniul electronic divizat p-n-tranziție, în care găurile străbat p-regiune, iar electronii nu pot depăși câmpul de tranziție și se acumulează la limita n-p-n-joncțiune și câmpul.

Astfel, curentul prin drift împământat p-n-tranziție a purtătorilor minoritari - găuri. Photocarriers derivă curent se numește fotocurent.

Photocarriers - p-hole este încărcate pozitiv în raport cu regiunea n-regiune și photocarriers - electroni - n-regiune negativ în ceea ce privește p-regiune. Diferența potențială rezultată se numește Ef photovoltage. Curentul generat în fotodiodă - de lucru, acesta este orientat de la catod la anod, în timp ce magnitudinea sa este mai mare cu atât mai mare iluminarea.

Fotodiode poate funcționa într-unul din 2-mode - fără o sursă externă de energie e (modul photoacid) sau cu o sursă externă de energie e (modul photoconverter).

Fotodiode care operează în modul photoacid, adesea folosit ca sursă de energie, modificarea energia radiației solare în electroni. Acestea sunt denumite celule solare ca și fac parte din panourile solare utilizate pe nave spațiale și sateliți.

siliciu Eficiența bucăți solare este de aproximativ 20%, în timp ce filmul porțiuni solare poate avea o valoare semnificativ mai mare. Parametrii tehnici necesare de celule solare sunt lucrarea puterii lor de ieșire la raportul de masă și suprafața ocupată de o baterie solară. Aceste caracteristici ating valori de 200 W / kg și, respectiv, 1 kW / m2.

În timpul funcționării, fotodioda modul fotopreobrazovatelnom circuitul de alimentare să taie un E în direcția de blocare (fig. 1a). ramură curentă CVC fotodiodă-ul folosit în condiții de iluminare diferite (Fig. 1b).

Fig. 1. Diagrama de conectare a fotodiodei în modul fotopreobrazovatelnom: a - Circuit rândul său, - o caracteristica curent-tensiune ale fotodiodă.

Curentul și tensiunea pe RL rezistor de sarcină poate fi determinată grafic prin punctele de trecere fotodioda VAC și încărcare bare, respectiv rezistența RL rezistor. In absenta fotodiodă iluminare funcționează într-un mod convențional diodă. Curentul întunecat în fotodiode de germaniu este de 10 - 30 microamperi, la siliciu 1 - 3 mA.

În cazul în care fotodiode de a utiliza o defalcare electronică reversibilă, însoțită de multiplicarea avalanșă de purtători de sarcină în diodă Zener, fotocurentul, și așa cum trebuie, iar sensibilitatea va crește în mod semnificativ.

Sensibilitatea fotodiodei avalanșă poate fi de mai multe ordine de mărime mai mare decât cea a fotodiode convenționale (Ge y - 200 - 300 de ori, la siliciu - 104 - 106 de ori).

fotodiode Avalanche sunt dispozitive fotovoltaice rapid, frecvența lor de până la 10 GHz. Neajuns fotodiodă avalanșă este un nivel ridicat de zgomot în comparație cu fotodiode obișnuite.

Fig. 2. comutare de circuit Fotorezistorul (a), ASB (b), energia (în) și volt-amper (g) proprietățile fotorezistenta.

In afara de fotodiode, fotorezistori sunt utilizate (Figura 2), fototranzistori și fototiristory care utilizează efectul fotoelectric intern. dezavantaj relevant este inerția lor cea mai mare (limitarea FGR frecvență de funcționare

Mesaj de navigare