Определение: Полупроводниковый прибор, обнаруживающий свет с p-n или p-i-n структурой. Фотодиоды часто используются в качестве фотодетекторов. Такие устройства содержат p-n переход и обычно имеют внутренний слой между n- и p-слоями. Устройства с внутренними слоями называютсяФотодиоды PIN-типа. Слой истощения или собственный слой поглощает свет и генерирует электронно-дырочные пары, которые вносят свой вклад в фототок. В широком диапазоне мощностей фототок строго пропорционален интенсивности поглощенного света. Рабочий режим Фотодиоды могут работать в двух разных режимах: Фотогальванический режим: Подобно солнечному элементу, напряжение, создаваемоефотодиодоблученного светом можно измерить. Однако зависимость между напряжением и оптической мощностью нелинейна, а динамический диапазон относительно невелик. И он не может достичь пиковых скоростей. Фотопроводящий режим: в этот момент на диод подается обратное напряжение (т. е. диод не проводит ток при этом напряжении в отсутствие падающего света) и измеряется результирующий фототок. (Достаточно поддерживать напряжение близким к 0.) Зависимость фототока от оптической мощности весьма линейна, и его величина на шесть порядков и более превышает оптическую мощность, например, для кремниевого p-i-n с активная площадь несколько мм2. Для фотодиодов последняя колеблется от нескольких нановатт до десятков милливатт. Величина обратного напряжения почти не влияет на фототок и слабо влияет на темновой ток (при отсутствии света), но чем выше напряжение, тем быстрее отклик и быстрее нагревается прибор. Обычные усилители (также называемые трансимпедансными усилителями) часто используются для предварительного усиления фотодиодов. Этот усилитель поддерживает постоянное напряжение (например, близкое к 0 или некоторому регулируемому отрицательному числу), так что фотодиод работает в фотопроводящем режиме. А усилители тока, как правило, обладают хорошими шумовыми характеристиками, а чувствительность и полоса пропускания усилителя могут быть лучше сбалансированы, чем простой контур, состоящий из резистора и усилителя напряжения. В некоторых коммерческих установках усилителей используется множество различных настроек чувствительности, чтобы сделать мощность измерения очень гибкой в лаборатории, чтобы вы могли получить большой динамический диапазон, низкий уровень шума, некоторые имеют встроенные дисплеи, регулируемое напряжение смещения и смещение сигнала, можно настраивать фильтры. , и т. д. Полупроводниковый материал: Типичные фотодиодные материалы: Кремний (Si): небольшой темновой ток, высокая скорость, высокая чувствительность в диапазоне 400–1000 нм (самая высокая в диапазоне 800–900 нм). Германий (Ge): высокий темновой ток, медленная скорость из-за большой паразитной емкости, высокая чувствительность в диапазоне 900-1600 нм (самая высокая в диапазоне 1400-1500 нм). Индий-галлий-арсенид-фосфор (InGaAsP): дорогой, с низким темновым током, быстрый, с высокой чувствительностью в диапазоне 1000-1350 нм (самая высокая в диапазоне 1100-1300 нм). Арсенид индия-галлия (InGaAs): дорогой, низкий темновой ток, быстрый, высокая чувствительность в диапазоне 900–1700 нм (самая высокая в диапазоне 1300–1600 нм). Описанный выше диапазон длин волн можно значительно превысить, если использовать модель с более широким спектральным откликом. ключевые свойства: Наиболее важные свойствафотодиодыявляются: Чувствительность, которая представляет собой отношение фототока к оптической мощности, связана с квантовой эффективностью и зависит от длины волны. Активная зона, т.е. светочувствительная зона. Максимально допустимый ток (обычно ограничивается эффектами насыщения). Темновой ток (существует в фотопроводящем режиме, очень важен для обнаружения очень низкой интенсивности света). Скорость, или пропускная способность, зависит от времени нарастания и спада и зависит от диэлектрической проницаемости.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
