Definíció: Félvezető eszköz, amely p-n vagy p-i-n szerkezetű fényt érzékel. A fotodiódákat gyakran használják fotodetektorként. Az ilyen eszközök p-n átmenetet tartalmaznak, és általában egy belső réteggel rendelkeznek az n és a p rétegek között. A belső rétegekkel rendelkező eszközöket únPIN típusú fotodiódák. A kimerítő réteg vagy a belső réteg elnyeli a fényt, és elektron-lyuk párokat hoz létre, amelyek hozzájárulnak a fotoáramhoz. Széles teljesítménytartományban a fotoáram szigorúan arányos az elnyelt fényintenzitással. Üzemmód A fotodiódák két különböző üzemmódban működhetnek: Fotovoltaikus üzemmód: A napelemhez hasonlóan a feszültséget afotodiódafénnyel besugárzott mérhető. A feszültség és az optikai teljesítmény közötti kapcsolat azonban nemlineáris, és a dinamikatartomány viszonylag kicsi. És a csúcssebességet sem tudja elérni. Fotokonduktív mód: Ezen a ponton fordított feszültséget kapcsolunk a diódára (azaz a dióda ezen a feszültségen nem vezető beeső fény hiányában), és megmérjük a keletkező fényáramot. (Elegendő a feszültséget 0 közelében tartani.) A fotoáram függése az optikai teljesítménytől nagyon lineáris, és nagysága hat nagyságrenddel vagy még nagyobb, mint az optikai teljesítmény, pl. egy p-i-n szilícium esetén több mm2 aktív terület A fotodiódák esetében ez utóbbi néhány nanowatttól több tíz milliwattig terjed. A fordított feszültség nagysága szinte semmilyen hatással nincs a fényáramra, és gyenge hatással van a sötétáramra (fény hiányában), de minél nagyobb a feszültség, annál gyorsabb a válasz és annál gyorsabban melegszik fel a készülék. A közönséges erősítőket (más néven transzimpedancia-erősítőket) gyakran használják a fotodiódák előerősítésére. Ez az erősítő állandóan tartja a feszültséget (pl. 0 közelében, vagy valamilyen állítható negatív szám), így a fotodióda fotovezető módban működik. És az áramerősítők általában jó zajtulajdonságokkal rendelkeznek, és az erősítő érzékenysége és sávszélessége jobban kiegyensúlyozható, mint egy ellenállásból és feszültségerősítőből álló egyszerű hurok. Egyes kereskedelmi erősítőbeállítások sokféle érzékenységi beállítást használnak, hogy a mérési teljesítményt nagyon rugalmassá tegyék a laboratóriumban, így nagy dinamikatartományt érhet el, alacsony zajszintet érhet el, némelyik beépített kijelzővel, állítható előfeszítési feszültséggel és jel offsettel rendelkezik, hangolható szűrők stb. Félvezető anyag: A tipikus fotodióda anyagok a következők: Szilícium (Si): kis sötét áram, gyors sebesség, nagy érzékenység a 400-1000nm tartományban (legmagasabb a 800-900nm tartományban). Germánium (Ge): nagy sötétáram, lassú sebesség a nagy parazita kapacitás miatt, nagy érzékenység a 900-1600 nm tartományban (legmagasabb az 1400-1500 nm tartományban). Indium-gallium-arzenid foszfor (InGaAsP): Drága, alacsony sötétáramú, gyors, nagy érzékenység az 1000-1350 nm-es tartományban (legmagasabb az 1100-1300 nm-es tartományban). Indium-gallium-arzenid (InGaAs): Drága, alacsony sötétáram, gyors, nagy érzékenység a 900-1700 nm-es tartományban (legmagasabb az 1300-1600 nm-es tartományban) A fent leírt hullámhossz-tartományt nagymértékben túl lehet lépni, ha szélesebb spektrumválaszú modellt használunk. legfontosabb tulajdonságai: A legfontosabb tulajdonságaifotodiódákvannak: A válaszkészség, amely a fotoáram osztva az optikai teljesítménnyel, a kvantumhatékonysághoz kapcsolódik, és a hullámhossztól függ Aktív terület, azaz fényérzékeny terület. Maximális megengedett áramerősség (általában a telítési hatások korlátozzák). Sötétáram (fényvezető módban létezik, nagyon fontos a nagyon alacsony fényintenzitás észleléséhez). A sebesség vagy a sávszélesség az emelkedési és süllyedési időkhöz kapcsolódik, és a permittivitás befolyásolja.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
