Новые сообщения в форуме · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]







  • Страница 1 из 1
  • 1
Модератор форума: Визинга  
Форум » Вопросы начинающих радиолюбителей » Отвечаем на вопросы начинающих радиолюбителей!!! » Фотодиод
Фотодиод
АдминистраторДата: Четверг, 28.10.2010, 23:11 | Сообщение # 1
Admin

Репутация:


Группа:
Администратор


Сообщений: 778
Награды: 32
Статус:Offline
Фотодиод

ФД-10-100 активная площадь-10х10 мм²


ФД1604 (активная площадь ячейки 1,2х4мм2 — 16шт)


Обозначение на схемах

Фотодио́д — приёмник оптического излучения[1], который преобразует попавший на его фоточувствительную область свет в электрический заряд за счёт процессов в p-n-переходе.
Фотодиод, работа которого основана на фотовольтаическом эффекте (разделение электронов и дырок в p- и n- области, за счёт чего образуется заряд и ЭДС), называется солнечным элементом. Кроме p-n фотодиодов, существуют и p-i-n фотодиоды, в которых между слоями p- и n- находится слой нелегированного полупроводника i. p-n и p-i-n фотодиоды только преобразуют свет в электрический ток, но не усиливают его, в отличие от лавинных фотодиодов и фототранзисторов.


Структурная схема фотодиода. 1 — кристалл полупроводника; 2 — контакты; 3 — выводы; Φ — поток электромагнитного излучения; Е — источник постоянного тока; RH — нагрузка.
Принцип работы:
При воздействии квантов излучения в базе происходит генерация свободных носителей, которые устремляются к границе p-n-перехода. Ширина базы (n-область) делается такой, чтобы дырки не успевали рекомбинировать до перехода в p-область. Ток фотодиода определяется током неосновных носителей — дрейфовым током. Быстродействие фотодиода определяется скоростью разделения носителей полем p-n-перехода и ёмкостью p-n-перехода Cp-n
Фотодиод может работать в двух режимах:
фотогальванический — без внешнего напряжения
фотодиодный — с внешним обратным напряжением
Особенности:
простота технологии изготовления и структур
сочетание высокой фоточувствительности и быстродействия
малое сопротивление базы
малая инерционность
Параметры и характеристики фотодиодов

Параметры:
чувствительность
отражает изменение электрического состояния на выходе фотодиода при подаче на вход единичного оптического сигнала. Количественно чувствительность измеряется отношением изменения электрической характеристики, снимаемой на выходе фотоприёмника, к световому потоку или потоку излучения, его вызвавшему.
; — токовая чувствительность по световому потоку
; — вольтаическая чувствительность по энергетическому потоку
шумы
помимо полезного сигнала на выходе фотодиода появляется хаотический сигнал со случайной амплитудой и спектром — шум фотодиода. Он не позволяет регистрировать сколь угодно малые полезные сигналы. Шум фотодиода складывается из шумов полупроводникового материала и фотонного шума.
Характеристики:
вольт-амперная характеристика (ВАХ)
зависимость выходного напряжения от входного тока. UΦ = f(IΦ)
спектральные характеристики
зависимость фототока от длины волны падающего света на фотодиод. Она определяется со стороны больших длин волн шириной запрещённой зоны, при малых длинах волн большим показателем поглощения и увеличения влияния поверхностной рекомбинации носителей заряда с уменьшением длины волны квантов света. То есть коротковолновая граница чувствительности зависит от толщины базы и от скорости поверхностной рекомбинации. Положение максимума в спектральной характеристике фотодиода сильно зависит от степени роста коэффициента поглощения.
световые характеристики
зависимость фототока от освещённости, соответствует прямой пропорциональности фототока от освещённости. Это обусловлено тем, что толщина базы фотодиода значительно меньше диффузионной длины неосновных носителей заряда. То есть практически все неосновные носители заряда, возникшие в базе, принимают участие в образовании фототока.
постоянная времени
это время, в течение которого фототок фотодиода изменяется после освещения или после затемнения фотодиода в е раз (63 wacko по отношению к установившемуся значению.
темновое сопротивление
сопротивление фотодиода в отсутствие освещения.
инерционность
Классификация

p-i-n фотодиод
Основная статья: pin диод
В p-i-n структуре средняя i-область заключена между двумя областями противоположной проводимости. При достаточно большом напряжении оно пронизывает i-область, и свободные носители, появившееся за счет фотонов при облучении, ускоряются электрическим полем p-n переходов. Это дает выигрыш в быстродействии и чувствительности. Повышение быстродействия в p-i-n фотодиоде обусловлено тем, что процесс диффузии заменяется дрейфом электрических зарядов в сильном электрическом поле. Уже при Uобр≈0.1В p-i-n фотодиод имеет преимущество в быстродействии.
Достоинства:
1) есть возможность обеспечения чувствительности в длинноволновой части спектра за счет изменения ширины i-области.
2) высокая чувствительность и быстродействие
3) малое рабочее напряжение Uраб
Недостатки:
сложность получения высокой чистоты i-области
Фотодиод Шоттки (фотодиод с барьером Шоттки)
Структура металл-полупроводник. При образовании структуры часть электронов перейдет из металла в полупроводник p-типа.
Лавинный фотодиод
Основная статья: Лавинный фотодиод
В структуре используется лавинный пробой. Он возникает тогда, когда энергия фотоносителей превышает энергию образования электронно-дырочных пар. Очень чувствительны.
Для реализации лавинного умножения необходимо выполнить два условия:
1) Электрическое поле области пространственного заряда должно быть достаточно большим, чтобы на длине свободного пробега электрон набрал энергию, большую, чем ширина запрещённой зоны:

2) Ширина области пространственного заряда должна быть существенно больше, чем длина свободного пробега:

Значение коэффициентов внутреннего усиления составляет M=10-100 в зависимости от типа фотодиодов.
Фотодиод с гетероструктурой
Гетеропереходом называют слой, возникающий на границе двух полупроводников с разной шириной запрещённой зоны. Один слой р+ играет роль «приёмного окна». Заряды генерируются в центральной области. За счет подбора полупроводников с различной шириной запрещённой зоны можно перекрыть весь диапазон длин волн. Недостаток — сложность изготовления.

Прикрепления: 1827578.jpg (8.2 Kb) · 0337585.jpg (8.6 Kb) · 7811269.jpg (9.8 Kb) · 8306941.png (0.9 Kb) · 1533814.jpg (5.0 Kb) · 6617782.png (0.6 Kb) · 0954015.png (0.6 Kb) · 0777258.png (0.6 Kb) · 3328056.png (0.6 Kb) · 2360335.png (0.5 Kb)


Мозг на 80% состоит из жидкости. И мало того, что она тормозная, так некоторым еще конкретно не долили.
 
marmel89Дата: Среда, 11.10.2017, 19:09 | Сообщение # 2

Репутация:


Группа:
Новичок


Сообщений: 4
Награды: 0
Статус:Offline
Добрый вечер, можете ли порекомендовать фотодиоды, у которых активная площадь примерно 2х6 мм?

Добавлено (11.10.2017, 19:09)
---------------------------------------------
Есть ли разница, как располагать анод и катод при размещении фотодиода?

 
CosmogorДата: Воскресенье, 15.10.2017, 17:09 | Сообщение # 3

Репутация:


Группа:
Помощник администратора


Сообщений: 399
Награды: 12
Статус:Offline
Цитата marmel89 ()
Есть ли разница, как располагать анод и катод при размещении фотодиода?
 Если между плюсом и минусом, то есть.


Всё, что не делается, всё к лучшему.
Рано или поздно это понимаешь.
 
Форум » Вопросы начинающих радиолюбителей » Отвечаем на вопросы начинающих радиолюбителей!!! » Фотодиод
  • Страница 1 из 1
  • 1
Поиск:

- ЕСТЬ НОВОЕ СООБЩЕНИЕ
- НЕТ НОВЫХ СООБЩЕНИЙ

Copyright Zloy Soft (Company) © 2008 - 2024