Фотодиоды на основе гетероструктур из органических полупроводников - Дипломная работа

Правительство Российский Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики"" Фотодиоды на основе гетероструктур из органических полупроводников по направлению 11.04.04 "Электроника и наноэлектроника" студента образовательной программы магистратуры "Прикладная физика"1.2.4 Линейный динамический диапазон Фотодиоды на основе гетероперехода Экспериментальная установка для измерений характеристик фотодиода 3.3 Виртуальный инструмент для управления экспериментальной установкой 3.3.4 Виртуальный инструмент, синхронизированный с обоими инструментами в LABVIEW4.2.2 Спектральная зависимость фоточувствительности фотодиодаЧастицы, связанные со светом, или с любыми электромагнитными волнами, называются фотонами. Они характеризуется энергией, непосредственно связанной с длиной волны света (1). Большое количество фотонов создает луч света, который можно охарактеризовать его с помощью длины волны и интенсивности. Поскольку фотодиод генерирует энергию изза фотовольтаического эффекта, он может работать с или без необходимости внешнего источника питания (фотодиод может работать как в фотовольтаическом, так и в фотопроводящем режиме) [2]. В фотовольтаическом режиме на фотодиод смещение не приложено, в то время как в режиме фотопроводимости на фотодиод приложено внешнее обратное смещение.Каждый полупроводниковый материал характеризуется запрещенной зоной, определяемой как энергия между краями валентной зоной и зоной проводимости. При абсолютной нулевой температуре валентная зона полностью заполнена электронами, а зона проводимости пуста. Когда свет падает на полупроводник, возбуждаются электроны материала и, если энергия фотона больше, чем ширина запрещенной зоны, электроны переходят в зону проводимости, оставляя в валентной зоне дырки.Вольтамперная характеристика (ВАХ), наблюдаемая на фотодиоде в темновом состоянии, аналогичен к кривой обычного диода: когда фотодиод смещен вперед, наблюдается экспоненциальное увеличение тока, когда фотодиод обратный появляется небольшой обратный ток насыщения. Величина обычно называется током короткого замыкания и представляет собой ток, который течет в устройстве, когда анод и катод закорочены. Темновой ток, иногда называют ток утечки, представляет собой ток, протекающий через фотодиод в отсутствие света изза удельного сопротивления материала. 4 представлена схема эквивалентного фотодиода, где: · представляет ток, генерируемый падающим светом (пропорциональный количеству света), · C - емкость диода, · - сопротивление шунта (также называемое параллельным сопротивлением), · - является последовательным сопротивлением, · - генератор шумового тока, · - напряжение на диоде, · - выходной ток, · - нагрузочный резистор. Изза своей плоской структуры фотодиод имеет емкость, определяемая (6): (6) где - диэлектрическая проницаемость полупроводникового материала, - диэлектрическая проницаемость свободного пространства, A - площадь диода и d - толщина полупроводника.

Оглавление

Введение

1. Фотодиод

1.1 Принцип работы фотодиода