Фотодиод

Рис. 7.14 УГО

Фотодиод представляет собой полупроводниковый прибор, обратный ток которого зависит от освещенности р-n перехода.

Устройство фотодиода: p-n переход одной стороной обращен к стеклянному окну, через к

Материалами, из которых выполняют фотодиоды - Ge, Si, GaAs, PbS, PbSe, PbTe, InSb, InAs, Тl₂S, Ag₂S,твердый раствор HgCdTe (mercury cadmium telluride) и др.

Подвижность электронов из HgCdTe с большим содержанием ртути очень высока. Среди распространенных полупроводников, используемых для инфракрасного обнаружения, только InSb и InAs превосходить подвижность электронов из HgCdTe при комнатной температуре.

Рис. 7.15 Устройство фотодиода

Рис. 7.16 Схема включения фотодиода - фотодиодный режим

!! E_внеш совпадает по направлению с E_дифф

Напряжение источника питания приложено к фотодиоду в обратном направле­нии.

Когда фотодиод не освещен, в цепи проходит обратный (темновой) ток не­большой величины (10-20 мкА для Ge и l-2 мкА для Si) неосновных носителей.

При освещении фотодиода появляется дополнительное число электронов и дырок, вследствие чего увеличивается переход неосновных носителей заряда: электронов из р-области и дырок из n-области. Это при­водит к увеличению обратного тока и падению напряжения нарезисторе R_H.

Т.о. происходит преобразование электромагнитного излучения в электрический сигнал.

Режим, при котором фотодиод включается в схему с внешним источником питания, называют фотодиодными режимом, т.е. при таком режиме фотодиод - управляемое светом сопротивление.

Фотодиод может включаться без внешнего источнщса питания (рис. 7.17) = это т.н. пре образовательный (фотогенераторный) режим.

Под действием света в р-n переходе происходит генерация пар носителей заряда (электронов и дырок).

Накопление основ­ных носителей в областях р и n приводит к возникновению фото-ЭДС ( _фд).

При увеличении облучения генерация пар носителей растет и увеличивается величина фото - ЭДС, до тех пор, пока она не уравновесит внутреннее диффузионное поле р-n перехода.

Чем больше ширина запрещенной зоны и чем больше концентрация примесей в областях, тем больше фото -ЭДС.

Рис. 7.17 Фотогенераторный режим

!! E_фд противоположно по направлению с E_дифф