Definicja: Urządzenie półprzewodnikowe wykrywające światło o strukturze p-n lub p-i-n. Fotodiody są często używane jako fotodetektory. Takie urządzenia zawierają złącze p-n i zwykle mają wewnętrzną warstwę między warstwami n i p. Urządzenia z wewnętrznymi warstwami są nazywaneFotodiody typu PIN. Warstwa zubożona lub warstwa wewnętrzna pochłania światło i generuje pary elektron-dziura, które przyczyniają się do fotoprądu. W szerokim zakresie mocy fotoprąd jest ściśle proporcjonalny do natężenia pochłanianego światła. Tryb pracy Fotodiody mogą pracować w dwóch różnych trybach: Tryb fotowoltaiczny: Podobnie jak w przypadku ogniwa słonecznego, napięcie wytwarzane przez afotodiodanapromieniowane światłem można zmierzyć. Jednak związek między napięciem a mocą optyczną jest nieliniowy, a zakres dynamiki jest stosunkowo mały. Nie może też osiągać maksymalnych prędkości. Tryb fotoprzewodzący: W tym momencie do diody przykładane jest napięcie wsteczne (tj. dioda nie przewodzi przy tym napięciu przy braku padającego światła) i mierzony jest wynikowy fotoprąd. (Wystarczy utrzymywać napięcie bliskie 0.) Zależność fotoprądu od mocy optycznej jest bardzo liniowa, a jego wielkość jest o sześć rzędów wielkości lub więcej większa od mocy optycznej, np. dla krzemowego p-i-n o powierzchnia czynna rzędu kilku mm2 W przypadku fotodiod ta ostatnia mieści się w zakresie od kilku nanowatów do kilkudziesięciu miliwatów. Wielkość napięcia wstecznego prawie nie ma wpływu na fotoprąd i ma słaby wpływ na prąd ciemny (przy braku światła), ale im wyższe napięcie, tym szybsza reakcja i tym szybciej urządzenie się nagrzewa. Powszechne wzmacniacze (zwane również wzmacniaczami transimpedancyjnymi) są często używane do wstępnego wzmocnienia fotodiod. Wzmacniacz ten utrzymuje stałe napięcie (np. bliskie 0 lub pewną regulowaną liczbę ujemną), dzięki czemu fotodioda działa w trybie fotoprzewodzącym. A wzmacniacze prądowe mają na ogół dobre właściwości szumowe, a czułość i szerokość pasma wzmacniacza mogą być lepiej zrównoważone niż prosta pętla składająca się z rezystora i wzmacniacza napięciowego. Niektóre konfiguracje wzmacniaczy komercyjnych wykorzystują wiele różnych ustawień czułości, aby moc pomiarowa była bardzo elastyczna w laboratorium, dzięki czemu można uzyskać duży zakres dynamiczny, niski poziom szumów, niektóre mają wbudowane wyświetlacze, regulowane napięcie polaryzacji i przesunięcie sygnału, można dostroić filtry itp. Materiał półprzewodnikowy: Typowe materiały fotodiody to: Krzem (Si): mały prąd ciemny, duża prędkość, wysoka czułość w zakresie 400-1000nm (najwyższa w zakresie 800-900nm). German (Ge): wysoki prąd ciemny, niska prędkość dzięki dużej pojemności pasożytniczej, wysoka czułość w zakresie 900-1600nm (najwyższa w zakresie 1400-1500nm). Indium Gallium Arsenide Phosphorus (InGaAsP): Drogi, niski prąd ciemny, szybki, wysoka czułość w zakresie 1000-1350 nm (najwyższa w zakresie 1100-1300 nm). Arsenek indu i galu (InGaAs): Drogi, niski prąd ciemny, szybki, wysoka czułość w zakresie 900-1700nm (najwyższa w zakresie 1300-1600nm) Opisany powyżej zakres długości fal można znacznie przekroczyć, jeśli zastosuje się model o szerszej odpowiedzi widmowej. kluczowe właściwości: Najważniejsze właściwościfotodiodyCzy: Reaktywność, która jest fotoprądem podzielona przez moc optyczną, jest związana z wydajnością kwantową i zależy od długości fali Obszar aktywny, czyli obszar światłoczuły. Maksymalny dopuszczalny prąd (zwykle ograniczony efektami nasycenia). Ciemny prąd (występuje w trybie fotoprzewodzącym, bardzo ważny przy wykrywaniu bardzo niskich natężeń światła). Szybkość lub przepustowość jest związana z czasami narastania i opadania i ma na nią wpływ przenikalność.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
