Фотодиод, наука, задвижвани от общността на феновете на Wikia

Определяне на диаграмата

Фотодиод пиксел или - оптична радиация приемник, който преобразува светлината в електрически заряд поради процесите в р-н-преход в своя фоточувствителна област.

Фотодиоди се образуват, например, в матрицата (виж снимката). свързани електронните схеми в самите масиви или матрици и се изпълнява функциите си фотодатчиците наречени пиксели. Матрица, произведена по периферията на пластината съдържа фотодиоди празен, извършващи процес функция в плочите на матриците през допълнителни производствени операции фоточувствителен основен продукт - фоточувствителен.

Фотодиод. която се основава на ефекта на фотоволтаични (отделяне на електрони и дупки в р и п региона, поради което се произвежда заряд (EMF)) е слънчева клетка. Допълнителни р-п фотодиоди, има р-в фотодиоди, в която между слоевете на р- и п- слой е изолатора аз. р-п и р-в фотодиоди съединяващи само светлина в електрически ток, но подобряват, за разлика от фотодиодите на лавина и фототранзистори. [1]

Принципът на работа на фотодиод Редактиране

Блоковата схема на фотодиод. 1 - кристал полупроводник; 2 - контакт; 3 - заключения; F - потокът на електромагнитно лъчение; E - постоянен източник на ток; RL - натоварване.

силициев фотодиод 10x10mm

Под влияние на радиация кванти в базата данни се генерира свободни носители, които бързат да границата на р-н-кръстовище. Ширината на основата (п-област) е такава, че дупките не са имали време да се рекомбинират преди да се премести в р-региона. Токът на фотодиод се определя от носител ток малцинство - отклонение ток. Скоростта определя от скоростта на отделяне на фотодиод медии поле р-п-възел и капацитет р-п-преход Cp-п

Фотодиодът може да работи в два режима:

• фотоволтаична - без външен напрежение
• фотодиод - към външен обратно напрежение

• лекота на производствените технологии и структури
• комбинация от висока светлочувствителност и скорост
• малка база резистентност
• ниска инерция

Параметри и характеристики на фотодиоди Редактиране

• чувствителност отразява промяната на електрическото състояние на изхода на фотодиод време на доставка на оптичен сигнал входен блок. Количествено, съотношението на чувствителност измерва промените в електрическите характеристики, изтеглени на изхода на фотодетектор, светлинен поток, или радиация, неговото повикващия. ; - текущата чувствителност на светлина поток; - voltaicheskaya чувствителност енергийния поток
• шумове, различни от желания сигнал на изхода на фотодиод появява хаотичен сигнал с амплитуда случаен спектър и - шума на фотодиод. Тя не позволява да се регистрират произволно малки полезни сигнали. фотодиод шум се състои от полупроводников материал на шум и фотон шум.

• волт-амперна характеристика (I-V) зависимостта на изходното напрежение от входен ток.
• спектралните характеристики на фототока от дължината на вълната на падащата светлина на фотодиод. Тя се определя от дълго Bandgap дължина на вълната при къси дължини на вълните и голям индекс абсорбция увеличават ефект на повърхността рекомбинация на носители на заряд с намаляваща дължина на вълната на светлината кванти. Това означава, че граница късовълнова чувствителност зависи от дебелината на основата и скоростта на повърхността рекомбинация. Позиция на максимума в спектралните характеристики на фотодиод е силно зависима от степента на увеличение на коефициента на поглъщане.
• светлинните характеристики на фототок от осветлението съответства на пряк пропорционалността на фототок от осветлението. Това е така, защото дебелината на основата фотодиод значително по-малко от дължината на дифузия малцинство носители на заряд. Това е, почти всички малцинствени превозвачи, които са възникнали в базата данни, участват във формирането на фототок.
• константата време е времето, през което фототока на фотодиод се променя след осветяване или след потъмняване фотодиод е пъти (63%) по отношение на стационарно състояние стойност.
• тъмно устойчивост на съпротивлението на фотодиод при липса на светлина.
• закъснение

класификация Редактиране

• р-в фотодиод в р-в структурата на I-средната площ приложената между два региона на противоположната проводимост. Когато достатъчно голямо напрежение, той прониква в I-региона и свободните носители, които се появяват поради фотони при облъчени, се ускоряват от електрическо поле на р-п възли. Това дава печалба в скоростта и чувствителността. Повишаване на ефективността в р-на фотодиод е така, защото процесът на дифузия се заменя с плаващите електрически заряди в силно електрическо поле. Още в Uobr ≈0.1V р-в фотодиод има предимство в скоростта.

Предимства: 1) могат да осигурят чувствителност в дългосрочен част дължина на вълната на спектъра чрез вариране на ширината на I-региона. 2) с висока чувствителност и скорост 3) ниски експлоатационни напрежение Urab Недостатъци: сложност pochucheniya висока чистота I-област

• Шотки фотодиод (фотодиод Шотки) метал-полупроводник структура. При формирането на структура част на електроните да премине от метал за полупроводникови р-тип.

• Структурата на фотодиод на лавина се използва лавина повреда. Това се случва, когато енергията надвишава енергията на photocarriers на електрон-дупка двойки. Много чувствителни. За да се оцени съществуващата koffitsient лавина умножение:
  
  За изпълнение на лавина размножаване, трябва да бъдат изпълнени две условия:
  1) електрически пространство такса региона на областта трябва да бъде достатъчно голям, за да свободно дължина на пътя от електрон вкара енергия по-голяма от Bandgap:
  2) Широчината на област пространство такса трябва да бъде значително по-висока от средната свободен пробег:
  
  Стойността на вътрешния печалбата е М = 10-100 в зависимост от фотодиодите на тип.

• Фотодиод с heterostructure нарича хетерогенен слой, който възниква при границата на две полупроводници, имащи различни bandgaps. Един слой р + играе ролята на "получават прозорец." Такси, генерирани в централната област. С избора poluprovonikov с различен Bandgap може да покрие целия спектър от дължини на вълните. Липса - производство на сложност.

фотодиод кандидатстване в оптоелектрониката Редактиране

Фотодиодът е неразделен елемент в много сложни оптоелектронни устройства, така че се използва широко в много области.

Оптоелектронният интегралната схема може да има фотодиод голяма скорост, но нейната печалба фототок не надвишава единство. Благодарение на оптична комуникация, оптоелектронни интегрални схеми имат редица съществени предимства. Почти перфектен галванично разделяне на веригите за управление, като се поддържа между тях силна функционална връзка.

Фотодиоди са широко използвани в оптрони. optoelektronnyyh устройства, които са източник и детектора радиация с определен вид на оптични и електрически комуникация между тях, конструктивно обединени и поставени в един корпус. Електронната оптрон верига служи като свързващ елемент, в една от единиците, които информация се предава оптично. Това е основната цел на оптрон. Ако компонентите на оптрон създава електрическа обратна връзка. на оптрон може да бъде активно устройство, подходящо за усилване и генериране на електрически и оптични сигнали. Основната разлика между photocouplers като съединителните елементи се използва за предаване на информация електрически неутрални фотони. което води до поредица от оптрони предимства, които са присъщи на всички други оптико-електронни устройства като цяло. Въпреки оптрони са, разбира се, недостатъци.

В ежедневието, фотодиоди се използват в устройства като CD-ROM устройства. конзоли distantsiannogo контролни камери. различни сензорни устройства, използващи тази технология. Един от най-важните приложения - в медицински изделия, по-специално - в устройства за компютърна томография.

Вижте. Също Редактиране

Бележки Редактиране

1. ↑ Голям съветски Енциклопедия: [30 м.] / Ch. Ед. А. М. Прохоров. - трето издание. - Москва: Съветски енциклопедия, 1969-1978.