Професионално знаење

Знаења за фотодиоди

2022-05-27
Дефиниција: Полупроводнички уред кој детектира светлина со структура p-n или p-i-n.
Фотодиодите често се користат како фотодетектори. Таквите уреди содржат p-n спој и обично имаат внатрешен слој помеѓу n и p слоевите. Уредите со внатрешни слоеви се нарекуваатФотодиоди од типот PIN. Слојот на исцрпување или внатрешниот слој апсорбира светлина и генерира парови електрони-дупки, кои придонесуваат за фотоструја. Во широк опсег на моќност, фотострујата е строго пропорционална со интензитетот на апсорбираната светлина.
Работен режим
Фотодиодите можат да работат во два различни режими:
Фотоволтаичен режим: Слично на соларна ќелија, напонот произведен од aфотодиодаможе да се измери озрачено со светлина. Сепак, односот помеѓу напонот и оптичката моќност е нелинеарен, а динамичкиот опсег е релативно мал. И не може да достигне максимална брзина.
Режим на фотоспроводливост: Во овој момент на диодата се применува обратен напон (т.е., диодата е непроводлива на овој напон во отсуство на упадна светлина) и се мери добиената фотоструја. (Доволно е да се задржи напонот блиску до 0.) Зависноста на фотострујата од оптичката моќност е многу линеарна, а нејзината големина е шест реда на големина или поголема од оптичката моќност, на пр., за силициум p-i-n со активна површина од неколку mm2 За фотодиоди, втората се движи од неколку нановати до десетици миливати. Големината на обратниот напон нема речиси никакво влијание врз фотострујата и има слаб ефект врз темната струја (во отсуство на светлина), но колку е поголем напонот, толку е побрз одзивот и побрзо уредот се загрева.
Вообичаените засилувачи (исто така наречени трансимпедантни засилувачи) често се користат за претходно засилување на фотодиодите. Овој засилувач го одржува напонот константен (на пр. блиску до 0 или некој прилагодлив негативен број) така што фотодиодата работи во режим на фотоспроводливост. И струјните засилувачи генерално имаат добри својства на бучава, а чувствителноста и пропусниот опсег на засилувачот може да бидат подобро избалансирани од едноставна јамка која се состои од отпорник и напонски засилувач. Некои комерцијални поставки за засилувачи користат многу различни поставки за чувствителност за да ја направат мерната моќност многу флексибилна во лабораторијата, за да можете да добиете голем динамички опсег, низок шум, некои имаат вградени дисплеи, прилагодлив напон на пристрасност и поместување на сигналот, може да се подесуваат филтри , итн.
Полупроводнички материјал:
Типични материјали за фотодиод се:
Силикон (Si): мала темна струја, голема брзина, висока чувствителност во опсегот од 400-1000 nm (највисока во опсегот 800-900 nm).
Германиум (Ge): висока темна струја, бавна брзина поради голема паразитска капацитивност, висока чувствителност во опсег од 900-1600nm (највисока во опсег од 1400-1500nm).
Индиум Галиум Арсенид Фосфор (InGaAsP): Скапа, ниска темна струја, брза, висока чувствителност во опсегот 1000-1350 nm (највисока во опсегот 1100-1300 nm).
Индиум Галиум Арсенид (InGaAs): Скапа, ниска темна струја, брза, висока чувствителност во опсегот 900-1700 nm (највисока во опсегот 1300-1600 nm)
Опсегот на бранова должина опишан погоре може значително да се надмине ако се користи модел со поширок спектрален одговор.
клучни својства:
Најважните својства нафотодиодисе:
Одговорноста, која е фотоструја поделена со оптичка моќност, е поврзана со квантната ефикасност и зависи од брановата должина
Активна област, односно област осетлива на светлина.
Максимална дозволена струја (обично ограничена од ефектите на сатурација).
Темна струја (постои во режим на фотоспроводливост, многу важна за откривање на многу слаб интензитет на светлина).
Брзината, или пропусниот опсег, е поврзана со времето на пораст и пад и е под влијание на пропустливоста.
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
Reject Accept