Фотодиоды.

Фотодиодом называют полупроводниковый фотоэлектрический прибор, в котором используется внутренний фотоэффект.

Фотодиоды могут работать в одном из двух режимов:

без внешнего источника электрической энергии;

с внешним источником электрической энергии.

Схема включения фотодиода в вентильном режиме.

При отсутствии светового потока на границе p-n-перехода создается контактная разность потенциалов. Через переход навстречу друг другу протекают два тока дрейфовый и дифузионный, которые уравновешивают друг друга.

При освещении p-n-перехода фотоны, проходя в толщу полупроводника, сообщают части валентных электронов энергию, достаточную для перехода их в зону проводимости, т.е. за счет внутреннего фотоэффекта генерируются дополнительные пары электрон-дырка.

Под действием контактной разности потенциалов неосновные носители заряда n-области (дырки) переходят в р-область, а неосновные носители заряда р-области (электроны) – в n-область. Дрейфовый ток получает дополнительное приращение, называемое фототоком. Дрейф неосновных носителей приводит к накоплению избыточных дырок в р-области, а электронов – в n-области. Это приводит к созданию на зажимах фотодиода при разомкнутой

внешней цепи разности потенциалов, называемой фотоЭДС.

В фотодиодном, или фотопреобразовательном, режиме работы последовательно с фотодиодом включается внешний источник энергии, смещающий диод в обратном направлении. При отсутствии светового потока под действием обратного напряжения через фотодиод протекает обычный начальный обратной ток, который называют темновым.

При освещении фотодиода кванты света выбивают электроны из валентных связей полупроводника. Увеличивается поток неосновных носителей заряда через р-n-переход.

Основные характеристики Фотодиода

ü ВАХ I=f(U) Фconst

ü СпектральныйS=f(длина волны)

ü Частотная Sит=f(f)

Параметрами фотодиодов являются:

ü Темновойток

ü Рабочее напряжение

ü Интегральная чувствительность

ü Граничная частота