Fotodiode proprietăți de comutare a circuitelor, utilizarea

1. Proprietăți Fotodiode de comutare a circuitelor, aplicație.

2. Semnale Aliniate SP

3. Numirea inversă IP

1. Proprietăți Fotodiode de comutare a circuitelor, aplicație.

Fotodiodei (PD) - receptor radiații optice care convertește incidente pe fluxul său zonă fotosensibilă în sarcina electrică datorită proceselor din p-n-joncțiune.

Fig. 9 prezintă o diagramă bloc a elementelor fotodiodă cu capătul exterior.

F-flux de radiație electromagnetică;

sursă de tensiune E-DC;

Fig. 9. Schema bloc a fotodiodă

Atunci când sunt iluminate p-n tranziție radiație monocromatică cu o energie fotonica> (- bandgap) are propria sa de absorbție de fotoni și fotoelectronilor generate de neechilibru și photoholes. Sub influența unui câmp electric muta aceste photocarriers muta: electroni - în n-regiune și găuri - în p-regiune, și anume Acesta curge prin curentul de joncțiune derivă de purtători de neechilibru. fotodiodă curent determinat de curent a purtătorilor minoritari.

Ecuația care definește caracteristicile curent-tensiune de celule fotovoltaice lumina și pot fi reprezentate după cum urmează:

în care - întuneric curent „scurgerea“ prin p-ONG

- .. Saturație curent, adică, valoare absolută, care tinde să curent întuneric la;

Coeficientul A-, în funcție de materialul fotocelulei și având o valoare de la 1 la 4 (este de 1 până la fotodiode germaniului);

Familia caracteristicilor curent-tensiune ale fotodiodei iluminat prezentat în Figura 10.

Fig. 10. Caracteristica curent-tensiune a diodei

Familia BAX a fotodiodei este situat în cadranele I, III, IV. I-cadrane este o zonă pentru fotodiodă dummy, în acest mod curent prin dioda fotoupravlenie imposibilă.

Quadrant IV BAX familie fotodiode PD corespunde modului de funcționare fotovoltaic. Dacă ținta este deschisă, concentrația de electroni în n-regiune și găurile din p-regiune este crescut, câmpul de sarcină spațială a atomilor de impuritate în tranziție și este compensat parțial bariera de potențial este redus. Această reducere are loc pe valoarea foto-electromotoare numită tensiune circuit deschis al fotodiodei uxx. Semnificație uxx pentru PD este 0,5-0,55V pentru GaAs - galiu arseniura uxx = 0,8 ÷ 0,9V și nu poate depăși diferența în potențialele de contact ale tranziției, deoarece aceasta este complet compensată de câmpul electric și separarea photocarriers în tranziția încetează.

Dacă p și regiunea n- a conecta conductorul exterior (modul scurt circuit), apoi uxx = 0, iar curentul curge într-un conductor scurt-circuit format prin photocarriers neechilibru.

Valorile intermediare sunt determinate de liniile de încărcare, care sunt situate la diferite valori de origine la unghiuri diferite. Pentru o valoare dată a PD VAC curent poate selecta modul optim de funcționare a fotodiodă, în care sarcina va fi transferat la cea mai mare de energie electrică.

Principalele caracteristici ale luminii în modul fotovoltaic, fotodioda este curentului de scurtcircuit, în funcție de fluxul luminos și tensiunea circuitului deschis al fluxului luminos = Uhh, în funcție de modelul lor este prezentat în figura 11.

Uxx = dependență liniară, de asemenea, dar fluxul luminos care nu depășește 200 ÷ 300lm, are o neliniaritate substanțială la un 4000lm F. Neliniaritatea cu creșterea F datorită creșterii căderii de tensiune în rezistivitatea de volum a bazei fotodioda și neliniaritatea = Uhh - o scădere a barierei de potențial la creșterea F.

Caracteristici PD puternic dependentă de temperatură. Pentru siliciu PD uxx 2,5 mV scade odată cu creșterea temperaturii 1s, deci, crește Isc în unități relative ∙ 3 10 -3 1 /? C.

Fig. 11. Caracteristicile luminoase ale fotodiodă

Cadranului III-muncă este o regiune PD fotodiodă, în care se aplică o p-n tranziție a tensiunii inverse (Fig.9)

CVC de sarcină rezistor este o linie dreaptă, ecuația este de forma:

în cazul în care - tensiunea inversă la PD,

Fotodiodei și o rezistență de sarcină conectată în serie, adică, prin care curge același curent. Acest curent poate fi determinată din punctul de intersecție și rezistența de sarcină a fotodiodă codul CVC.

Astfel, în fotodioda pentru un anumit mod de flux de radiație F fotodiodă este o sursă de curent în raport cu un circuit extern. În care valoarea curentă dintre parametrii de circuit extern (,) este practic independentă.

În acest mod, PD au o sensibilitate ridicată (până la 1000mA / lm), liniaritate de conversie în intervalul de funcționare de radiații (până la iluminări ÷ 10 martie luna aprilie 10 lux pentru PD și Ge

Mai 10 lucși pentru Si PD), de mare viteză (FGR<100МГц), низким порогом чувствительности (

10 -12 W ∙ rtHz - germaniu, 10 -13 ÷ -14 10 W ∙ rtHz - siliciu).

2. Semnale Aliniate SP

(Alternantă tensiune f = 50 Hz, 400 Hz (1000 Hz))

Frecvența (f - var, Um - const)

Un singur cod de poziție:

Binar 7 -> 1111111

Singulara decimal 7 -> 0111

BCD 7 -> 000 000 100 ..

3. Numirea inversă IP