Так как. Из закона Кирхгоффа для цепи рис.

, то

Основное уравнение фотодиода имеет вид:

При R→∞, где

При R→0,

б.) Диффузионная теория

Модельные допущения

P-n переход тонкий, идеальный, плоский, и задача одномерная, n, p<<N_c, N_v

Так как n, p<<N_c, N_v, то справедлива статистика Больцмана. Тогда . В случае V≠0 . Из диффузионной теории p-n переходного диода (см. [ ], [ ], [ ]) дырочный и электронный токи в сечениях x_n и x_р равны, соответственно:

Уравнение непрерывности в режиме линейной рекомбинации (∆n, ∆p<<n₀):

,

генерация в единицах V в единицу времени.

Из системы уравнений:

,

Имеем:

Тогда для распределения дырок в n-области, получим:

Граничные условия: при

при

Аналогично, для распределения электронов в р-области:

Граничные условия: при

при

Пусть светим через p-базу. Тогда решение дифференциального уравнения таково:

Тогда для тока дырочной компоненты имеем:

Аналогично для тока электронной компоненты имеем:

Здесь:

имеют смысл соответствующих токов термолизированных потоков.

Тогда, плотность полного тока:

где .

в.) Эквивалентные схемы фотодиода

I₁ – ток утечки обратно смещенного диода (включая и рекомбинационные токи)

I_L – ток фотогенерации

I_ш - ток утечки

I - ток во внешней цепи

Тогда:

Для R_ш→0, , где , R₀ - сопротивление диода.

Т.к. , то, а значит:

где I – ток во внешней цепи.

Учитывая, что , получим:

Если R_n=0, то

Так как , то I~Ф .

в-2. Динамическая эквивалентная схема

здесь - диффузионная емкость диода;

- зарядовая емкость диода;

- сопротивление p-n перехода

где