Элементы и устройства оптоэлектроники. Самохвалов М.К. - 37 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

36
Добротность фоторезистора характеризуется произведением коэффициента
усиления на полосу частот, - Q = Z/τ
рел
= µ
n
*V
R
/l
2
.
Основными материалами, используемыми для изготовления фоторезисторов,
являются полупроводниковые соединения: CdS, CdSe, PbS, получаемые по тол-
стопленочной и тонкопленочной технологии, а также - Si, Ge, GaAs, исполь-
зуемые в полупроводниковой технологии. Фоторезисторы на основе соедине-
ния CdSe характеризуются следующими значениями параметров: R
T
∼10
6
Ом,
λ
max
∼ 0,7 мкм, V
раб
∼ 20 В, S
I
≈ 600 мА/лм (Е ≈ 200 лк). Для фоторезисторов на
основе PbS - R
T
/R
св
≈ 10
5
-10
6
, τ ∼ 0,1мс. Для фоторезисторов на основе GaAs
инерционность приборов значительно ниже τ∼10
-12
с - для мощного лазерного
излучения, τ∼10
-9
с для обычной засветки. На основе твердых растворов А
3
В
5
могут быть изготовлены сверхрешетки, для которых Z >10
4
, V
R
< 1 B.
Достоинствами фоторезисторов являются линейность вольтамперной харак-
теристики, отсутствие выпрямления и внутренней ЭДС, основным недостатком
– невысокое быстродействие.
Фотодиоды
Фотодиод – фоточувствительный полупроводниковый диод с р-n переходом.
При освещении р-n перехода в нем возникают электронно-дырочные пары, ко-
торые разделяются электрическим полем (фотовентильный режим). Если фото-
диод включен на бесконечно большую нагрузку, то в нем реализуется фото-
вольтаический эффект. В р-n переходе возникает фотоЭДС в результате накоп-
ления зарядов – V
Ф
. Если внешняя цепь замкнута, то в ней при освещении фо-
тодиода протекает фототок J
Ф
. Направление тока совпадает с направлением об-
ратного тока перехода. V
Ф
– смещает p-n переход в прямом направлении, сни-
жая величину потенциального барьера.
Вольт-амперная характеристика фотодиода описывается выражением: J =
J
o
(exp (eV/kT)–1) – J
Ф
. Если J = 0, V = V
Ф
= kT*ln(J
Ф
/J
o
+1), таким образом - V
Ф
-
напряжение холостого хода, нелинейно зависит от Ф.
Рис. 14. Энергетическая диаграмма p-n перехода.
Если сопротивление внешней цепи бесконечно мало - V
Ф
= 0, в ней протекает
ток J = J
Ф
- ток короткого замыкания. Если весь свет поглощается вблизи p-n
перехода, J
Ф
= e*η*Ф/hν. Если часть света поглощается за его пределами, то
L
n
d
p
-n L
p
n
p

Страницы