Фотодіод

Немає перевірених версій цієї сторінки; ймовірно, її ще не перевіряли на відповідність правилам проекту.

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

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

чутливість
еквівалентна потужність шуму (англ. noise-equivalent power)
вольт-амперна характеристика
спектральна характеристика
темновий рівень струму
інерційність

Режими включення

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

p-i-n фотодіод

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

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

Лавинний фотодіод

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

Фотодіод з гетероструктурою

Переваги фотодіодів

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

Застосування

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

Література

Лебедева В. В. Экспериментальная оптика / В. В. Лебедева ; Физический факультет МГУ. — 4-е изд. — М., 2005. — С. 139—142. — 282 с.

Це незавершена стаття про електроніку.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.