Напівпровідники
Різні фоторезистори
Фотодіоди
Напівпровідниковий діод піддається впливу
випромінювання
Власне діод може бути зміщеним чи незміщеним
Зміщення вперед недієве для фотодавачів:
Кількість носіїв в темному режимі дуже велика
Кількість носіїв, доданих світлом, дуже мала
Чутливість дуже низька
Зміщення діода
АВ-характеристики діода
Фотодіод – два режими
Два режими роботи фотодіода1. Фотопровідний режим
Діод зворотньо зміщений
Працює подібно до фоторезистора
2. Фотоелектричний режим
Діод не зміщений
Використовується як джерело
Фотопровідний режим
В темному режимі носіїв заряду дуже мало
Фотони вивільняють електрони з валентної зони на P чи N стороні переходу
Ці електрони та дірки, отримані в
результаті, рухаються у відповідних
напрямках
Виникає фотострум, що є єдиним струмом при відсутності інших струмів через діод
Фотопровідний режим – додатковий ефект
Велике зворотнє зміщення пришвидшує електрони
Електрони можуть самі тоді вивільняти інші
через заборонену зону після зіткнення з
ними
Це називається ефектом “лавини”
Результує збільшенням носіїв на порядок
Такі давачі називаються фотелектронними перемножувачами
Фотопровідний режим – схема заміщення
Itt – повний струм навантаження
Вплив фотонів та інших джерел
Термічніі і ефектиВтратиЄмностіі та інін.
Фотопровідниковий ефект
– функціонування
|
Струм у режимі зі зворотнім |
I |
d |
= I eeVd/KT 1 |
|
|
0 |
||
|
зміщенням: |
|
|
|
|
|
|
|
I0 є струмом втрат,
Vd – напруга на переходіі
k=8.62x10--5 eV/ K (стала Больцмана)
T – абсолютна температура
Струм, спричинений фотонами:
PAe Ip = hf
P – густина енеріїії випромінюванняі
f – частота
- величина квантового поглинання
A – площа діода,і підданаі підід вплив світлаі
h – стала Планка
|
Фотопровідний ефект - |
||||||
|
функціонування |
||||||
Повний зовнішній струм: |
Il = Id Ip = I0 eeVd/KT 1 |
PAe |
|||||
|
hf |
||||||
I |
– зазвичай мала величина, нею |
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
I00 |
|
|
|
|
|
|
|
можемо знехтувати (10 нA чи |
|
|
|
|
|
|
|
менше) |
|
|
|
|
|
|
|
|
PAe |
|
|
||||
Нехтуючи I , повний |
Il |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||
|
0 |
hf |
|
|
|||
зовнішній струм: |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
Дає уявлення про енергію,і поглинуту діодомі
Цей струм не постійний,і
оскількиі залежить відід частоти, іі власне поглинута енергіяія
також відід неї залежить