Фотодіод
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Фотодіод

Фотодіод, напівпровідниковий діод, що володіє властивістю однобічною фотопровідності при дії на нього оптичного випромінювання. Ф. є напівпровідниковим кристалом зазвичай з електронно-дірковим переходом ( р n -переходом), забезпечений 2 металевими виводами (один від р-, інший від n- області) і вмонтований в металевий або пластмасовий захисний корпус. Матеріалами, з яких виконують Ф., служать Ge, Si, Gaas, Hgcdte і ін.

загрузка...

  Розрізняють 2 режими роботи Ф.: фотодіодний, коли в зовнішньому ланцюзі Ф. міститься джерело постійного струму, що створює на р–n -переходе зворотний зсув, і вентильний, коли такий джерело відсутнє. У фотодіодному режимі Ф., як і фоторезистор, використовують для управління електричним струмом в ланцюзі Ф. відповідно до зміни інтенсивності падаючого випромінювання. Випромінювання, що виникають під дією, неосновні носії дифундують через р–n -переход і ослабляють електричне поле останнього. Фотострум у Ф. у широких межах лінійно залежить від інтенсивності падаючого випромінювання і практично не залежить від напруги зсуву. У вентильному режимі Ф., як і напівпровідниковий фотоелемент, використовують як генератор фотоерс .

  Основні параметри Ф.: 1) поріг чутливості (величина мінімального сигналу, реєстрованого Ф., віднесена до одиниці смуги робочих частот), досягає 10 -14 вт/гц 1/2 ; 2) рівень шумів – не зверху 10 -9 а ; 3) область спектральної чутливості лежить в межах 0,3–15 мкм; 4) спектральна чутливість (відношення фотоструму до потоку падаючого монохроматичного випромінювання з відомою довжиною хвилі) складає 0,5–1 а/вт; 5) інерційність (час встановлення фотоструму) порядку 10 -7 –10 -8 сек. В лавинному Ф., що є різновидом Ф. з р–n -cтруктурой, для збільшення чутливості використовують т.з. лавинне множення струму в р–n -переходе, засноване на ударній іонізації атомів в області переходу фотоелектронами. При цьому коефіцієнт лавинного множення складає 10 2 –10 4 . Існують також Ф. з р–i–n -cтруктурой, близькі по своїх характеристиках до Ф. с р–n -cтруктурой; в порівнянні з останніми вони володіють значно меншою інерційністю (до 10 -10 сік).

  Ф. знаходять вживання в пристроях автоматики, лазерної техніки, обчислювальної техніки, вимірювальної техніки і т.п.

  Літ.: Трішенков М. А., Фример А. І., Фотоелектричні напівпровідникові прилади з р–n-переходамі, в збірці: Напівпровідникові прилади і їх вживання М., 1971; Рябов С. Р., Торопкин Р. Н., Усольцев І. Ф., Прилади квантової електроніки, М., 1976.

  І. Ф. Усольцев.

Структурна схема фотодіода і схема його включення при роботі у фотодіодному режимі: 1 — кристал напівпровідника; 2 — контакти; 3 — виводи; Ф — потік електромагнітного випромінювання; п і р — області напівпровідника відповідно з донорною і акцепторною домішками; Е — джерело постійного струму; R н — навантаження.