Перетворення світла, що падає на фоточутливу область фотодіода в електричний заряд, за рахунок процесів p-n-переходу. Розрахунок коефіцієнта корисної дії і потужності фотодіода. Структура лавинного фотодіода на основі кремнію. Біполярний фототранзистор.
Національний університет «Львівська політехніка» кафедра фотонікиФотодіод - це приймач оптичного випромінювання , який перетворює падаюче на його фоточутливу область світло в електричний заряд , за рахунок процесів в p-n-переході . Якщо енергія кванта hv падаючого світла перевищує ширину забороненої зони в діелектрику або напівпровіднику, то електрон, що поглинув квант, переходить із валентної зони в зону провідності. Таким чином, у зоні провідності зявляються носії заряду, і при включенні напівпровідника в ланцюг по ній буде протікати струм або при додатку зовнішнього електричного поля буде протікати струм, що змінюється залежно від освітленості. Принцип роботи: Коли фотон , що має достатню енергію, потрапляє на фотодіод, в останньому відбувається внутрішній фотоефект : фотон збуджує електрон з матеріалу діода, таким чином створюючи пару носіїв заряду : вільний електрон і позитивно заряджену дірку . Фотодіод може працювати в двох режимах: · фотогальванічні - без зовнішньої напругиДля забезпечення чутливості кремнієвих фотодіодів також у фіолетовій і ультрафіолетовій областях використовують так звані фотодіоди Шотки (Рис.10).Замість p - n-перехода в них формують т.з. При поданні сильного зворотного зміщення (близького до напруги лавинного пробою, звичайні близько декількох сотень вольт для кремнієвих приладів),відбувається посилення фотоструму (приблизно у 100разів) за рахунок ударної іонізації (лавинного множення)носіїв заряду, що генеруються світлом. Суть процесу в тому, що енергія електрона, що утворився під дією світла, збільшується під дією зовнішнього прикладеного поля і може перевищити поріг іонізації речовини, так що зіткнення такого "гарячого" електрона з електроном з валентної зони може привести до виникнення нової электроно-діркової пари, носії заряду якої також прискорюватимуться полем і може стануть причиною утворення все нових і нових носі\в заряду. В цьому випадку вимагається подавати на фотодіод обмежені по струму швидкоспадаючі імпульси. Такі прилади можуть ефективно працювати при малій зворотній напрузі.Підбираючи пари напівпровідникових матеріалів можна отримувати фотодіоди, працюючі у будь-якій частині оптичого діапазону довжин хвиль.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
