Фотодиоди характеристики и принципи на работа на устройството, онлайн списание електротехник
В балансирано състояние, когато радиация поток е напълно отсъства, концентрация носител и rassredotachivanie потенциална енергия лента диаграма на фотодиод напълно съответства обикновен р-п-структура.
Когато са изложени на радиация в посока, перпендикулярна на равнината на р-п-преход, в абсорбция на фотони с енергия в крайна сметка по-голяма от ширината на неправилни зони, в п-регион появяват електрон-дупка двойки. Тези електрони и дупки photocarriers наричат.
В дифузия във вътрешността на photocarriers п-регион на главната фракция на електроните и дупките рекомбинират и не време достига границата на р-п-възел. Тук photocarriers електронно поле разделен р-п-преход, където отворите минават през р-регион и електроните не могат да преодолеят областта на прехода и се натрупват на границата на п-р-п-възел и областта.
Така ток през р-п-преход заземен дрейф на малцинствените носители - дупки. Photocarriers дрейф текущи се нарича фототок.
Фотодиоди могат да работят в една от 2-режим - без външен източник на енергия е (photoacid режим) или с външен източник на енергия е (режим photoconverter).
Фотодиоди, работещи в photoacid режим, често се използват като източник на енергия, промяна на енергията на слънчевата радиация в електрони. Те се наричат слънчеви клетки и са част от слънчевите панели, използвани за космически кораби и сателити.
Ефикасността силициев слънчеви парчета е около 20%, а слънчевите части филм може да има значително по-голяма стойност. Необходимите технически параметри на слънчеви клетки са дело на тяхната изходна мощност към маса и площта, заета от слънчеви батерии. Тези характеристики постигат стойности от 200 W / кг и 1 кВт / m2, съответно.
При работа фотодиод режим fotopreobrazovatelnom верига захранване да намали един Е в посока заключване (фиг. 1а). Използвани ток клон CVC фотодиод в различни условия на осветяване (Фиг. 1Ь).
Фиг. 1. Схема на свързване на фотодиод в режим fotopreobrazovatelnom: а - своя верига, - на ток-напрежение характеристики на фотодиод.
Токът и напрежението в РЛ товар резистор може да се определи графично от точките, които пресичат фотодиоди VAC и товарните барове съответно устойчивост на РЛ резистор. При липса на осветление фотодиод работи по конвенционален режим диод. Тъмната ток в фотодиодите на германий е 10 - 30 микроампера, на силиций с 1 - 3 тА.
Ако фотодиоди да използват обратим електронен разбивка, придружено от лавина размножаването на носители на заряд в диод Zener, на фототока, и както трябва и чувствителност ще се увеличи значително.
Чувствителността на фотодиод на лавина може да бъде няколко порядъка по-голяма от тази на конвенционалните фотодиоди (Ge у - 200 - 300 пъти, на силиция - 104 - 106 пъти).
Avalanche фотодиоди са бързи фотоволтаични устройства, тяхната честота варира до 10 GHz. Недостатък лавина фотодиод е високо ниво на шума в сравнение с обикновените фотодиоди.
Фиг. 2. верига превключване Фоторезистор (А), ASB (б), енергията (в) и волт-ампер (ж) свойствата на Фоторезистор.
Освен фотодиоди, фоторезистори се използват (Фигура 2), фототранзистори и fototiristory които използват вътрешния фотоелектричния ефект. Съществен недостатък, който е най-високата си инерция (ограничаване на работна честота ГФР