Оптоэлектроника и волоконная оптика. Гуртов В.А. - 96 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПетрГУ | Петрозаводск

Составители: 

Рубрика: 

96
На рисунке 5.18 показана схема включения фототранзистора и зонная
диаграмма в активном режиме работы.
Ф
Ф
Э Б
К
p
+
p
+
n
+ - + -
J
к
J
к
βJ
ф
J
ф
Е
с
Е
v
Е
i
F
а б
Рис 5.18.
а) Схема фототранзистора со структурой p-n-p;
б) зонная диаграмма фототранзистора в активном режиме работы
Как уже отмечалось, управление током фототранзистора осуществляется
путем освещения базовой области. Рассмотрим для определенности p-n-p
фототранзистор. При попадании светового потока на n-область базы в ней
генерируются неравновесные электроны и дырки. Дырки будут являться
неосновными носителями, увеличение их концентрации приведет к росту
дрейфовой компоненты тока из базы в коллектор. Величина первичного
«затравочного» фототока будет выражаться такими же соотношениями, как и
фототок диода на основе p-n перехода. Отличие только в том, что неравновесные
носители, участвующие в фототоке в фототранзисторе, собираются с области
базы, ширина которой W меньше, чем диффузионная длина L
p
. Поэтому
плотность первичного «затравочного» фототока будет
�
p
,
p W
j q
τ
∆ ⋅
=
(5.33)
Вследствие того, что неравновесные дырки уходят из базы в коллектор,
база заряжена отрицательно относительно эмиттера, что эквивалентно
прямому смещению эмиттерного перехода фототранзистора. При прямом
смещении эмиттерного p-n перехода появляется инжекционная компонента
тока из эмиттера в базу. При коэффициенте передачи эмиттерного тока á в
базе рекомбинируют (1 - á) инжектированных носителей или в â раз меньше,
чем число инжектированных носителей. В условиях стационарного тока
число прорекомбинировавших носителей в базе должно быть равно их числу,
ушедшему с первоначальным фототоком. Поэтому инжекционный ток должен
быть в â раз больше, чем первичный фототок. Ток коллектора I
К
будет состоять
из трех компонент: первичного фототока I
ф
, инжекционного âI
ф
и теплового I
К0
    На рисунке 5.18 показана схема включения фототранзистора и зонная
диаграмма в активном режиме работы.

                      Ф                            Ф                  Ес
                                                                      Еi
                                                                      F
                 Э        Б       К     Jк                            Еv
                 p+       n       p+                                       Jк


                          +   -                   βJ ф   Jф   +   -

                                        а                              б




Рис 5.18.
а) Схема фототранзистора со структурой p-n-p;

б) зонная диаграмма фототранзистора в активном режиме работы

    Как уже отмечалось, управление током фототранзистора осуществляется
путем освещения базовой области. Рассмотрим для определенности p-n-p
фототранзистор. При попадании светового потока на n-область базы в ней
генерируются неравновесные электроны и дырки. Дырки будут являться
неосновными носителями, увеличение их концентрации приведет к росту
дрейфовой компоненты тока из базы в коллектор. Величина первичного
«затравочного» фототока будет выражаться такими же соотношениями, как и
фототок диода на основе p-n перехода. Отличие только в том, что неравновесные
носители, участвующие в фототоке в фототранзисторе, собираются с области
базы, ширина которой W меньше, чем диффузионная длина Lp. Поэтому
плотность первичного «затравочного» фототока будет
            ∆p ⋅ W
     j� = q        ,
              τp
                       (5.33)
    Вследствие того, что неравновесные дырки уходят из базы в коллектор,
база заряжена отрицательно относительно эмиттера, что эквивалентно
прямому смещению эмиттерного перехода фототранзистора. При прямом
смещении эмиттерного p-n перехода появляется инжекционная компонента
тока из эмиттера в базу. При коэффициенте передачи эмиттерного тока á в
базе рекомбинируют (1 - á) инжектированных носителей или в â раз меньше,
чем число инжектированных носителей. В условиях стационарного тока
число прорекомбинировавших носителей в базе должно быть равно их числу,
ушедшему с первоначальным фототоком. Поэтому инжекционный ток должен
быть в â раз больше, чем первичный фототок. Ток коллектора IК будет состоять
из трех компонент: первичного фототока Iф, инжекционного âIф и теплового IК0

                                             96

Страницы