Przejdź do zawartości

Fotodioda półprzewodnikowa

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Symbol fotodiody
Fotodioda

Fotodiodadioda półprzewodnikowa pracująca jako fotodetektor.

Fotodiody wykonane są jako elementy złącza p-n lub p-i-n, z warstwą samoistną (niedomieszkowaną). Fotony padające na złącze są absorbowane (zjawisko fotoelektryczne wewnętrzne) w rezultacie czego elektron zostaje przeniesiony do pasma przewodnictwa i powstaje para elektron-dziura. Elektrony swobodne są przyciągane przez dodatni ładunek przestrzenny na granicy obszaru typu n, dziury zaś wędrują do obszaru typu p. Prąd przewodzenia złącza p-n zwiększa się wraz ze wzrostem strumienia świetlnego. Złącze musi być spolaryzowane zaporowo z zewnętrznego źródła napięcia.

Tryby pracy

[edytuj | edytuj kod]
  • Brak polaryzacji – dioda pracuje jako źródło prądu elektrycznego, przy oświetleniu w złączu powstaje siła elektromotoryczna wywołująca prąd elektryczny (fotoprąd lub zjawisko fotowoltaiczne).
  • przy polaryzacji zaporowej – do diody podłączone jest napięcie w kierunku zaporowym, dioda pełni rolę rezystora którego opór zależy od oświetlenia. Przy braku światła płynie tzw. prąd ciemny. Po oświetleniu liczba ładunków mniejszościowych wzrasta, a co za tym idzie wzrasta prąd wsteczny.

Zastosowania

[edytuj | edytuj kod]

W obu przypadkach można wykorzystać fotodiodę jako detektor.

Typowe konstrukcje

[edytuj | edytuj kod]
  • stopowa (częstotliwość graniczna fgr~10 MHz)
  • dyfuzyjna-mesa (fgr ~ 100 MHz)
  • dyfuzyjna-planarna (fgr ~ 100 MHz)
  • pin (fgr ~ 10 GHz, napięcie zasilające 1 V ~100 V)
  • fotodioda lawinowa (fgr ~ GHz, napięcie zasilające 200 V ~ 400 V)
  • ostrzowa.

Ciemna rezystancja

[edytuj | edytuj kod]

Prawdą jest, że w krysztale półprzewodnika również w bardzo ciemnych warunkach stale występują nośniki ładunków mniejszościowych - te nośniki ładunków mniejszościowych w krysztale półprzewodnika istnieją z powodu nieuniknionych zanieczyszczeń i naturalnych wzbudzeń termicznych kryształu. Dlatego nawet w ciemności w diodzie występuje niewielki i ciągły prąd wstecznego nasycenia. Prąd ten jest przejmowany przez fotodiodę i nazywany jest prądem ciemnym. Stosunek optymalnie wytrzymałego napięcia wstecznego do prądu ciemnego fotodiody nazywa się opornością ciemną diody.

Gdy do diody doprowadzimy światło, prąd wsteczny z pewnością wzrośnie. To połączenie jest liniowe. Wartość prądu wstecznego jest wprost proporcjonalna do natężenia światła padającego na diodę.

Jeśli zwiększymy natężenie światła, w przybliżeniu uzyskamy określoną wartość prądu wstecznego. Prąd nie będzie wzrastał wraz ze wzrostem natężenia światła. Tę maksymalną wartość prądu wstecznego nazywamy prądem nasycenia fotodiody.[1]

Bibliografia

[edytuj | edytuj kod]
  • Elektrotechnika i elektronika dla nieelektryków – Praca zbiorowa, Warszawa 1978

Przypisy

[edytuj | edytuj kod]
  1. Michal, What is Photodiode - How does a photodiode works - 911electronic.com [online], 911 Electronic, 14 marca 2022 [dostęp 2022-05-17] (ang.).

Zobacz też

[edytuj | edytuj kod]
pFad - Phonifier reborn

Pfad - The Proxy pFad of © 2024 Garber Painting. All rights reserved.

Note: This service is not intended for secure transactions such as banking, social media, email, or purchasing. Use at your own risk. We assume no liability whatsoever for broken pages.


Alternative Proxies:

Alternative Proxy

pFad Proxy

pFad v3 Proxy

pFad v4 Proxy