Definition: En halvlederenhed, der detekterer lys med en p-n- eller p-i-n-struktur. Fotodioder bruges ofte som fotodetektorer. Sådanne anordninger indeholder en p-n-forbindelse og har sædvanligvis et iboende lag mellem n- og p-lagene. Enheder med iboende lag kaldesPIN-type fotodioder. Udtømningslaget eller det indre lag absorberer lys og genererer elektron-hul-par, som bidrager til fotostrømmen. Over et bredt effektområde er fotostrømmen strengt proportional med den absorberede lysintensitet. Driftstilstand Fotodioder kan fungere i to forskellige tilstande: Fotovoltaisk tilstand: I lighed med en solcelle er spændingen produceret af enfotodiodebestrålet med lys kan måles. Forholdet mellem spænding og optisk effekt er dog ikke-lineært, og det dynamiske område er relativt lille. Og den kan heller ikke nå tophastigheder. Fotoledende tilstand: På dette tidspunkt påføres en omvendt spænding på dioden (dvs. dioden er ikke-ledende ved denne spænding i fravær af indfaldende lys), og den resulterende fotostrøm måles. (Det er tilstrækkeligt at holde spændingen tæt på 0.) Fotostrømmens afhængighed af den optiske effekt er meget lineær, og dens størrelse er seks størrelsesordener eller mere større end den optiske effekt, f.eks. for en silicium p-i-n med en aktivt areal på flere mm2 For fotodioder spænder sidstnævnte fra nogle få nanowatt til titusinder af milliwatt. Størrelsen af den omvendte spænding har næsten ingen effekt på fotostrømmen og har en svag effekt på den mørke strøm (i fravær af lys), men jo højere spænding, jo hurtigere respons og jo hurtigere opvarmes enheden. Almindelige forstærkere (også kaldet transimpedansforstærkere) bruges ofte til forforstærkning af fotodioder. Denne forstærker holder spændingen konstant (f.eks. tæt på 0 eller et eller andet justerbart negativt tal), så fotodioden fungerer i fotokonduktiv tilstand. Og strømforstærkere har generelt gode støjegenskaber, og forstærkerens følsomhed og båndbredde kan afbalanceres bedre end en simpel sløjfe bestående af en modstand og en spændingsforstærker. Nogle kommercielle forstærkeropsætninger bruger mange forskellige følsomhedsindstillinger for at gøre måleeffekten meget fleksibel i laboratoriet, så du kan få et stort dynamikområde, lav støj, nogle har indbyggede displays, justerbar biasspænding og signaloffset, kan indstilles filtre , etc. Halvledermateriale: Typiske fotodiodematerialer er: Silicium (Si): lille mørk strøm, høj hastighed, høj følsomhed i området 400-1000nm (højest i området 800-900nm). Germanium (Ge): høj mørkestrøm, langsom hastighed på grund af stor parasitisk kapacitans, høj følsomhed i området 900-1600nm (højest i området 1400-1500nm). Indium Gallium Arsenide Phosphorus (InGaAsP): Dyr, lav mørkestrøm, hurtig, høj følsomhed i området 1000-1350nm (højest i området 1100-1300nm). Indium Gallium Arsenide (InGaAs): Dyr, lav mørkestrøm, hurtig, høj følsomhed i 900-1700nm-området (højest i 1300-1600nm-området) Bølgelængdeområdet beskrevet ovenfor kan overskrides kraftigt, hvis der anvendes en model med en bredere spektral respons. nøgleegenskaber: De vigtigste egenskaber vedfotodioderer: Responsivitet, som er fotostrøm divideret med optisk effekt, er relateret til kvanteeffektivitet og afhænger af bølgelængde Aktivt område, dvs. lysfølsomt område. Maksimal tilladt strøm (normalt begrænset af mætningseffekter). Mørk strøm (eksisterer i fotokonduktiv tilstand, meget vigtigt for at detektere meget lave lysintensiteter). Hastighed eller båndbredde er relateret til stignings- og faldtider og påvirkes af permittivitet.
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
