Фотодіод

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Фотодіод

Фотодіо́д — це приймач оптичного випромінювання, який перетворює падаюче на його фоточутливу область світло в електричний заряд за рахунок процесів в p-n-переході. Його можна класифікувати як напівпровідниковий діод, в якому використовується залежність його вольт-амперної характеристики від освітленості.

Принцип роботи[ред.ред. код]

Коли фотон, що має достатню енергію, потрапляє на фотодіод, в останньому відбувається внутрішній фотоефект: фотон збуджує електрон з матеріалу діода, таким чином створюючи пару носіїв заряду: вільний електрон і позитивно заряджену дірку. Якщо поглинання відбувається в області збіднення напівпровідника, ці нові носії виносяться з області її власним електричним полем. Завдяки цьому дірки рухаються до анода, а електрони до катода, і виникає фотострум. Струм фотодіода як діода визначається струмом неосновних носіїв (дрейфовий струм).

Параметри та характеристики[ред.ред. код]

Режими включення[ред.ред. код]

Схематичне позначення фотодіода

Фотодіод може працювати в двох режимах:

  • фотогальванічний (також: фотовентильний, генераторний, англ. photovoltaic mode) - без зовнішньої напруги
  • фотодіодний (також: діодний, англ. photoconductive mode) - із зовнішньою зворотною напругою

Модифікації[ред.ред. код]

p-i-n фотодіод[ред.ред. код]

Між p- та n- областями протилежних типів провідності додається середня i-область з ізолятора. Переваги:

  • є можливість забезпечення чутливості в довгохвильовій частині спектру за рахунок зміни ширини i-області
  • висока чутливість і швидкодія
  • мала робоча напруга

Недоліки:

  • технологічна складність отримання високої чистоти i-області

Фотодіод Шотткі[ред.ред. код]

Структура "метал - напівпровідник" (див. Ефект Шотткі).

Лавинний фотодіод[ред.ред. код]

Використовується контрольований лавинний пробій (при значно великих зворотних напругах).

Фотодіод з гетероструктурою[ред.ред. код]

Переваги фотодіодів[ред.ред. код]

  • простота технології виготовлення і структур
  • поєднання високої фоточутливості та швидкодії
  • малий опір бази
  • мала інерційність

Застосування[ред.ред. код]

Фотодіоди використовуються в побутових електронних пристроях, зокрема програвачах компакт-дисків, детектори диму, приймачах для пультів дистанційного управління. Фотодіоди часто використовуються для точного вимірювання інтенсивності світла в науці та промисловості.

Див. також[ред.ред. код]

Література[ред.ред. код]

  • Лебедева В.В. Экспериментальная оптика. 4-е изд. М.: Физический факультет МГУ, 2005. 282с. - с. 139 - 142