Физика твердотельных структур. Лукин А.Н - 26 стр.

                                                26
       Пусть последовательно с фотодиодом включены источник напря-
жения E и внешнее сопротивление R. Ток через переход в этом случае бу-
дет определяться тем же уравнением
                                                ϕ
                                                              U +E
                                     I f − I s (e ϕТ − 1) =        =I.                (**)
                                                                R
Различают два режима работы фотодиода: вентильный и фотодиодный.

Вентильный режим характеризуется отсутствием источника внешнего на-
пряжения в цепи фотодиода. При этом внешнее сопротивление R в общем
случае может быть включенным во внешнюю цепь.
       При разомкнутой цепи R = ∞ величину напряжения на переходе φ
называют вентильной фото-э.д.с. и обозначают φо. Из уравнения (**) при
E = 0 и R = ∞ получим
                                                               If
                                              ϕ в = ϕТ ln(           + 1) .
                                                               Is
       В режиме короткого замыкания (R = 0) напряжение на выводах фо-
тодиода U = 0 и ток во внешней цепи I = If. В этом случае ток короткого
замыкания I образован только потоком неравновесных носителей. В этом
случае можно получить непосредственную связь между I и Ф. Очевидно в
этом случае величина тока If будет пропорциональна числу квантов света
получаемых в полупроводнике в единицу времени.
                                                              Ф
                                              I f = eβχ          ,            (***)
                                                              hν
где β – квантовый выход, т. е. число электронно дырочных пар образуемых
одним квантом света,
χ – коэффициент переноса, учитывающий долю непрорекомбинировавших
носителей заряда от общего количества носителей, возникающих под дей-
ствием светового потока. Таким образом, величина тока If прямо пропор-
циональна световому потоку Ф.

Фотодиодный режим работы прибора характеризуется наличием обратного
напряжения на переходе. В этом режиме величина потенциального барьера
возрастает, и , следовательно, ток через переход будет определяться пото-
ками неосновных носителей.
       При достаточно больших отрицательных напряжений из выражения
(**) следует: I = If + Is.
       При малых напряжениях на переходе в первом приближении
                  U
       I = If +      ,
                  R0
                         ϕ
где величина R0 =             соответствует внутреннему сопротивлению p-n пере-
                         I0
хода при нулевом смещении.
       Следовательно, при малых смещениях ток во внешней цепи при-
мерно равен току короткого замыкания (I ≅ Is).