ВУЗ:
Рубрика:
2
Краткие теоретические сведения
Фотодиод. Принцип действия фотодиода основан на фотогальва-
ническом эффекте, который возникает в полупроводниках при воздейст-
вии на него внешнего излучения. Например, при освещении р-п перехода
монохроматическим светом с энергией фотонов Е
ф
>ΔЕ
3
имеет место
собственное поглощение квантов света и генерируются неравновесные
фотоэлектроны и фотодырки. Под действием электрического поля пе-
рехода эти фотоносители перемещаются: электроны - в n-область, а
дырки - в р-область, т.е. через переход течет дрейфовый ток неравно-
весных носителей. Если цепь разомкнута концентрация электронов в
п-области и дырок в р-области увеличивается, поле объемного заряда
атомов примеси в переходе частично компенсируется и потенциальный
барьер снижается. Это снижение происходит на величину фотоЭДС, на-
зываемую напряжением холостого хода фотодиода U
ХХ
. Значение U
ХХ
не
может превышать контактную разность потенциалов перехода, посколь-
ку при этом полностью компенсируется электрическое поле и разделе-
ние фотоносителей в переходе прекращается. Если р- и п-области соеди-
нить внешним проводником, то U
ХХ
= 0 и в проводнике потечет ток ко-
роткого замыкания I
КЗ
, образованный неравновесными фотоносителями.
Если к р- и п- областям освещенного перехода подключить сопро-
тивление нагрузки R
Н
≠0, по нему потечет ток нагрузки I
Н
<I
кз
и па-
дение напряжения на нем будет U
Н
< U
ХХ
. В нагрузке будет выделяться
электрическая мощность Р
Н
=I
Н*
U
Н
. Такой режим работы называется фо-
тогальваническим и используется в элементах солнечных батарей. Если в
цепь фотодиода и R
н
последовательно включен источник питания, обеспе-
чивающий обратное смещение p-n перехода, то такой режим работы фото-
диода называют фотодиодным.
Семейство вольтамперных характеристик фотодиода I
=f(Ф) при
Ф=const показано на рисунке 1.
Краткие теоретические сведения
Фотодиод. Принцип действия фотодиода основан на фотогальва-
ническом эффекте, который возникает в полупроводниках при воздейст-
вии на него внешнего излучения. Например, при освещении р-п перехода
монохроматическим светом с энергией фотонов Еф >ΔЕ3 имеет место
собственное поглощение квантов света и генерируются неравновесные
фотоэлектроны и фотодырки. Под действием электрического поля пе-
рехода эти фотоносители перемещаются: электроны - в n-область, а
дырки - в р-область, т.е. через переход течет дрейфовый ток неравно-
весных носителей. Если цепь разомкнута концентрация электронов в
п-области и дырок в р-области увеличивается, поле объемного заряда
атомов примеси в переходе частично компенсируется и потенциальный
барьер снижается. Это снижение происходит на величину фотоЭДС, на-
зываемую напряжением холостого хода фотодиода UХХ. Значение UХХ не
может превышать контактную разность потенциалов перехода, посколь-
ку при этом полностью компенсируется электрическое поле и разделе-
ние фотоносителей в переходе прекращается. Если р- и п-области соеди-
нить внешним проводником, то UХХ= 0 и в проводнике потечет ток ко-
роткого замыкания IКЗ, образованный неравновесными фотоносителями.
Если к р- и п- областям освещенного перехода подключить сопро-
тивление нагрузки R Н ≠0, по нему потечет ток нагрузки I Н 
