Применение фотодиодов. Фотодиоды: принцип работы, характеристики и применения — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как устроены фотодиоды. Какие бывают типы фотодиодов. Каковы основные характеристики фотодиодов. Где применяются фотодиоды в электронике и оптике. Каковы преимущества фотодиодов перед другими фотоприемниками.

Содержание

Принцип работы фотодиода

Фотодиод представляет собой полупроводниковый прибор, преобразующий световую энергию в электрическую. Основой фотодиода является p-n переход. При попадании света на p-n переход происходят следующие процессы:

Фотоны света с энергией большей, чем ширина запрещенной зоны полупроводника, поглощаются в области p-n перехода
При поглощении фотонов генерируются пары электрон-дырка
Под действием электрического поля p-n перехода электроны и дырки разделяются — электроны движутся в n-область, а дырки в p-область
Возникает фототок, пропорциональный интенсивности падающего света

Таким образом, при освещении фотодиода через него протекает ток, величина которого зависит от интенсивности падающего излучения. Это и обеспечивает преобразование оптического сигнала в электрический.

Основные характеристики фотодиодов

Ключевыми параметрами, определяющими свойства фотодиодов, являются:

Спектральная чувствительность — зависимость фототока от длины волны падающего излучения
Квантовая эффективность — отношение числа фотогенерированных носителей к числу падающих фотонов
Темновой ток — ток через фотодиод в отсутствие освещения
Быстродействие — время нарастания и спада фототока при импульсном освещении
Емкость p-n перехода — влияет на быстродействие и шумовые характеристики
Обнаружительная способность — отношение сигнал/шум при единичной мощности излучения

Знание этих параметров позволяет выбрать оптимальный фотодиод для конкретного применения. Как выбрать нужный фотодиод для вашей задачи?

Типы фотодиодов

В зависимости от конструкции и принципа работы выделяют следующие основные типы фотодиодов:

PIN-фотодиоды — имеют широкую область собственной проводимости между p- и n-слоями, что повышает чувствительность и быстродействие
Лавинные фотодиоды — работают в режиме внутреннего усиления за счет лавинного умножения носителей
Шоттки фотодиоды — используют контакт металл-полупроводник вместо p-n перехода
Гетерофотодиоды — содержат гетеропереходы из различных полупроводников
Многоэлементные фотодиоды — содержат массив фоточувствительных элементов на одной подложке

Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки, определяющие области применения. Какой тип фотодиода лучше всего подходит для вашего проекта?

Преимущества фотодиодов

По сравнению с другими фотоприемниками фотодиоды обладают рядом важных достоинств:

Высокое быстродействие — время отклика может составлять единицы наносекунд

Широкий динамический диапазон — до 6-8 порядков по интенсивности света
Высокая чувствительность — могут регистрировать единичные фотоны
Низкий уровень шума — особенно в лавинных фотодиодах
Компактные размеры и низкое энергопотребление
Высокая надежность и большой срок службы
Простота применения — не требуют высоковольтного питания

Эти преимущества обеспечивают широкое применение фотодиодов в различных областях техники. Какие из этих преимуществ наиболее важны для вашего применения?

Области применения фотодиодов

Благодаря своим уникальным свойствам фотодиоды нашли применение во многих сферах:

Оптическая связь — детектирование сигналов в волоконно-оптических линиях связи
Измерительная техника — фотометрия, колориметрия, спектрометрия
Системы автоматики — датчики положения, перемещения, счетчики предметов
Медицинская техника — пульсоксиметрия, анализаторы крови

Системы безопасности — детекторы дыма, датчики движения
Бытовая электроника — пульты ДУ, сенсоры освещенности
Научные исследования — регистрация быстропротекающих процессов, детекторы частиц

Это далеко не полный перечень применений фотодиодов. В каких еще областях могут быть полезны фотодиоды?

Схемы включения фотодиодов

Существует два основных режима работы фотодиодов:

Фотовольтаический режим — фотодиод работает как источник тока без внешнего смещения
Фотопроводящий режим — на фотодиод подается обратное смещение

Выбор режима и схемы включения зависит от конкретного применения. Фотовольтаический режим обеспечивает минимальный темновой ток, но имеет большую емкость перехода. Фотопроводящий режим позволяет получить высокое быстродействие, но увеличивает темновой ток.

Типовая схема включения фотодиода содержит:

Источник обратного смещения
Нагрузочный резистор для преобразования фототока в напряжение
Операционный усилитель для усиления сигнала

Какая схема включения фотодиода оптимальна для вашего применения?

Перспективы развития фотодиодов

Технология фотодиодов продолжает активно развиваться. Основные направления совершенствования:

Повышение квантовой эффективности и чувствительности
Расширение спектрального диапазона
Увеличение быстродействия
Снижение уровня шумов
Создание многоэлементных матричных фотоприемников
Интеграция фотодиодов с электронными схемами обработки сигналов

Это позволит создавать более совершенные системы регистрации оптического излучения для различных применений. Какие еще перспективные направления развития фотодиодов вы видите?

особенности, типы, преимущества, 7 приложений —

Состав фотодиодного детектора

В этой статье мы поговорим о фотодиодном детекторе следующим образом:

Определение фотоприемника
Различные типы
Схема
Приложения
Что такое фотодиод
Особенности фотодиода
Принцип работы
Лавинный фотодиод
Схема
Приложения
Преимущества недостатки
Фототранзистор против фотодиода

Что такое фото-детектор?

Определение фото-детектора:

«Фотодетекторы — важные элементы, они обладают способностью преобразовывать свет в электрические сигналы».
фотоприемников являются важными элементами, полезными для обработки изображений, оптической связи, безопасности, ночного видения и обнаружения движения ».

Типы фотодетекторов:Типы фотодетекторов

Важные применения фотодетекторов:

Фотодетекторы могут использоваться для измерения таких свойств, как оптическая мощность, световой поток.
Они используются в различных типах оптических датчиков и микроскопов.
Фотодетекторы необходимы для лазерных дальномеров.
Быстрые фотодетекторы обычно используются в оптоволоконной связи, частотной метрологии и т. Д.

Что такое фотодиод?

Определение фотодиода:

«Фотодиод обычно представляет собой диод с pn переходом.

Когда фотон попадает в диод, он возбуждает электрон и генерирует подвижный электрон и дырку с положительным зарядом. Поглощение происходит в области истощения перехода, носитель будет удален из перехода за счет встроенного потенциала области истощения.

Как работает фотодиод?

Принцип работы фотодиода:

Фотодиод — это pn переход или конфигурация PIN. Если фотон попадает в диод, он производит электрон и положительно заряженную дырку. Когда происходит какое-либо поглощение в области истощения соединения, эти носители оказываются захваченными в стыке из встроенной области этой области истощения, которая создает фототок.

Фотодиоды широко используются как при обратном смещении, так и без него. Свет или фотон могут управлять током через эту схему, что приводит к прямому смещению, которое впоследствии вызывает «темновой ток» от обратного направления к фототоку. Это называется естественным эффектом и может лежать в основе конструкции солнечных элементов. Солнечная панель — это просто комбинация нескольких эффективных фотодиодов.

Обратное смещение создает незначительный ток в точно таком же направлении. Кроме того, у фотодиода меньше шума.

Лавинные фотодиоды имеют аналогичную предварительную компоновку, но обычно работают с большим обратным смещением. Это позволяет умножать каждый отдельный фотогенерируемый провайдер на лавинный сбой, что приводит к внутренним эффектам фотодиода и улучшает общую чувствительность устройства.

Материалы для фотодиода:

Материал, используемый в фотодиоде:

кремний
германий
Сульфид свинца

Компания материалы используется для построения фотодиода, важно для описания его свойств, потому что только фотоны с соответствующей энергией могут возбуждать электроны в запрещенной зоне и способны создавать значительные фототоки.

Важно помнить, что кремниевые фотодиоды имеют большую ширину запрещенной зоны и поэтому способны производить меньше шума, чем фотодиоды на основе германия.

С Транзисторы и ИС также изготовлены из полупроводникового материала и содержат p-n переходы, могут действовать как фотодиод. Это не принято, непрозрачный корпус обязателен для устранения этого эффекта. Хотя они не полностью непрозрачны для излучений высокой энергии, они все же могут вызвать неисправность ИС из-за индуцированного фототока.

Применение фотодиода:

Фотодиоды используются в бытовой электронике, например, в проигрывателях компакт-дисков, детекторах огня и дыма, пультах дистанционного управления, освещении и т. Д.
Они также используются в различных медицинских приложениях, детекторах, физике высоких энергий и т. Д.

Преимущества и недостатки фотодиода:

ПРЕИМУЩЕСТВА-

Тихий шум
Бюджетный
Компактный и легкий.
Длительный срок службы
Высокое напряжение не требуется.
Высокая квантовая эффективность.

НЕДОСТАТКИ-

Небольшая площадь
Нет внутренней выгоды
Намного более низкая чувствительность
Время отклика меньше.

Каковы характеристики фотодиода?

Есть два типа характеристик фотодиода

Электрические характеристики
Оптические характеристики

Электрические характеристики фотодиода:Эквивалентная схема кремниевого фотодиода, Изображение предоставлено — Кеннлини_Фотодиод_1.

png: Грегор Гесс (Ghe42) производная работа: Материаловед (говорить), Работа фотодиода, CC BY-SA 3.0

СОПРОТИВЛЕНИЕ ШУНТА, R_SH

Сопротивление шунта (R_SH) используется для оценки теплового шума при отсутствии обратного смещения. Это отношение напряжения к току.

Он вычисляется по наклону кривой VI фотодиода в начале координат.

СЕРИЙНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

Последовательное сопротивление определяется сопротивлением кремния. Выражение дается следующим уравнением —

ЕМКОСТЬ ПЕРЕХОДА, (C_j)

Емкость перехода (C_j) — емкость диода при заданном обратном смещении.

Емкость перехода пропорциональна площади диффузии и обратно пропорциональна ширине обедненной области.

ВРЕМЯ НАРАСТЕНИЯ И ПАДЕНИЯ (t_r, т_f )

Время, необходимое для достижения девяноста процентов от десяти процентов, известно как время нарастания, а время, необходимое для падения с девяноста процентов до десяти процентов, известно как время падения. Этот параметр обычно выражается в частотной характеристике спада на 3 дБ следующим образом.

t_r= 0.35 / f_3dB

ПРОБИВАЮЩЕЕ НАПРЯЖЕНИЕ (В_BR)

это максимальный минус напряжение, которое можно подать на диод Терминал.

ЭКВИВАЛЕНТНАЯ МОЩНОСТЬ ШУМА (N_EP)

Интенсивность фотонов является необходимым условием для эквивалента шума при заданном обратном смещении. Это измерение N_EP.

ВРЕМЯ ОТВЕТА (т_r)

Он определяется временем, необходимым диоду для реакции на ступенчатый вход света в заданном режиме работы с обратным смещением.

Ток короткого замыкания (I_SC):

Для диод контакты закорочены, ток течет при заданной интенсивности света.

Оптические характеристики фотодиода:Изображение Фото: КайМартин, Ответный кремниевый фотодиод, CC BY-SA 3.

КВАНТОВАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ, Q_E

Q_E широко известен как процент падающих фотонов, которые вносят вклад в фототок.

Q_E=R _набл/R _Id(100%)

ОТВЕТСТВЕННОСТЬ, R

Чувствительность кремниевого фотодиода — это измерение чувствительности к свету. Он определяется отношением Ip к приходящей мощности света (P) для данной длины волны.

R = I_P/P на определенной длине волны

НЕОДНОРОДНОСТЬ
Он четко определяется как вариации чувствительности, наблюдаемые по активной площади поверхности фотодиода с тривиальными пятнами света.
НЕЛИНЕЙНОСТЬ
Характеристики кремниевого фотодиода линейны по своей природе, хотя незначительное изменение тока регулирует линейность фототока.
Шумы в фотодиоде:
В фотодиоде вводятся два типа шумов; они есть
Шум от выстрела
Джонсон Шум.
Шум от выстрела
Это выражается следующим уравнением.
Тепловой шум или шум Джонсона
Фотодетектор может создавать шум Джонсона из-за теплового образования носителя. Величина генерируемого текущего шума равна:
Следовательно, общий шум равен,
Объясните механизмы схода лавин и стабилитрона:
Лавинный пробой происходит только при более высоких напряжениях. Предположим, что электрическое поле (E) в переходной области огромно. Затем e^– входящий со стороны P может получить ускорение с кинетической энергией, чтобы столкнуться с решеткой и произвести ионизация. Взаимодействия создадут умножение несущих; исходный электрон и сгенерированный электрон перемещаются в сторону N, а создающая дыра перебрасывается в сторону P. Этот процесс является лавинным, поскольку каждый входящий носитель может инициировать большое количество носителей.
Эффект Зенера возникает после того, как происходит туннелирование электронов из балансовой зоны на стороне P в зону проводимости на стороне N, может вызвать обратный ток от N к клемме P. Основная неизбежность туннельного тока — это большое количество электронов, которые отрываются от значительного количества незанятого состояния оловянным барьером. Поскольку вероятность туннелирования определяется шириной барьера, легирование должно быть большим.
Сравните фототранзистор и фотодиод:
Дополнительные статьи по электронике нажмите здесь.
Атомная энергия. Том 69, вып. 6. — 1990 — Электронная библиотека «История Росатома»
Атомная энергия. Том 69, вып. 6. — 1990 — Электронная библиотека «История Росатома»
Главная → Указатель произведений
ЭлектроннаябиблиотекаИстория Росатома
Ничего не найдено.
Загрузка результатов…

Закладки

Обложка353354355356357358359360361362363364365366367368369370371372373374375376377378379380381382383384385386387388389390391392393394395396397398399400401402403404405406407408409410411412413414415416417418419420421422423424425426427428429430431432

Увеличить/уменьшить масштаб
По ширине страницы
По высоте страницы
Постранично/Разворот
Поворот страницы
Навигация по документу
Закладки
Поиск в издании
Структура документа
Скопировать текст страницы
(работает в Chrome 42+,
Microsoft Internet Explorer и Mozilla FireFox
c установленным Adobe Flash Player)
Добавить в закладки
Текущие страницы выделены рамкой.

Содержание
ОбложкаОбложка
353Титульный лист
353Содержание
354Contents
355Статьи
355
Гуцалов А. Т., Ионов В. С., Мирошниченко М. И., Сулханишвили Н. И.
Современная концепция Правил ядерной безопасности реакторных установок атомных станций 358
Романов В. М., Ильин А. В.
Анализ аварийного нарастания потока мгновенных нейтронов в быстром реакторе 362
Козырева Л. И., Крошилин А. Е.
Одномерная математическая модель с учетом температурной неравномерности фаз для анализа режимов с разгерметизацией первого контура АЭС с ВВЭР-1000 368
Звонарев А. В., Хромов В. В., Школьник В. С., Апсэ В. А., Бушмакин А. Г., Гончаров Л. А., Крючков Э. Ф., Колыженков В. А.
Математическая модель и комплекс эксплуатационных программ нейтронно-физических процессов БН-350 370
Долгов В. Н.
Перспективы улучшения массогабаритных и виброшумовых показателей ЯЭУ с паротурбинным циклом 373
Минеев В. Н., Кореньков В. В., Тюняев Ю. Н.
Роль защитных барьеров АЭС при внутреннем взрыве и внешнем ударе 378

Самсонов Б. В., Аксенов Н. А., Рогозянов А. Я., Середкин С. В., Кунгурцев И. А.
Новые разработки внутриреакторных устройств на СМ-2, РБТ-6 и -10 382
Вайнер Л. А., Дейч А. Ш., Кожевников О. А., Пелюхова И. Н., Яковлева Т. А.
Исследование воздействия нейтронного облучения на механические свойства альфа-сплава титана 386
Буланов А. А., Якубович И. А., Захаров Е. И.
Расчет колонных аппаратов для выделения и промывки песков перед сорбционным извлечением урана из пульпы 389
Волкович А. Г., Коба Ю. В., Ликсонов В. И., Смирнов С. В., Степанов В. Е., Тюрин А. С., Уруцкоев Л. И., Филиппов Д. В., Чесноков А. В.
Применение коллимированного детектора при ликвидации последствий аварии в машинном зале 4-го энергоблока АЭС 392
Рыжиков В. Д., Яковлев Ю. А.
Применение детекторов сцинтиллятор — фотодиод для дозиметрического контроля
395Научно-технические сообщения
395
Ануфриев В. А., Масянов С. М., Бабич С. И.
Параметры нейтронных резонансов ¹²²Te и ^129gTe 396
Кириллович А. П., Куприянов В. Н., Пимонов Ю. И., Бирюков А. С., Маершин А. А.
Газовыделение из гранулированного оксидного уранового топлива и взаимодействие технологических газов с геттером 398
Зимин С. А.
Оптимизация внутренней радиационной защиты термоядерного реактора ИТЭР 400
Хромов В. В., Савандер В. И., Глебов В. Б., Комлев О. Г., Рухло В. П.
Контроль содержания делящихся материалов в облученном топливе исследовательских реакторов 402
Инютин Е. И., Кочетков А. Л., Цикунов А. Г.
Выдержка радиоактивных отходов до захоронения 403
Вильнянский А. С., Савченко Г. А., Столяренко Н. Н., Силкин В. Н., Буткеев В. Г.
Оптимизация кислотности растворов подземного выщелачивания
404Рефераты публикуемых статей
405Письма читателей
405
Филюшкин И. В.
О «концепции» пожизненной дозы 35 бэр
408Памяти Андрея Александровича Коломенского
409Информация
409Официальные документы
409Правила ядерной безопасности реакторных установок атомных станций ПБЯ РУ АС—89
422Совещания, эксперименты
422
Ринейский А. А.
Совещание МРГ по быстрым реакторам МАГАТЭ 424
Звонарев Ю. А., Хрулев А. А.
Совместный эксперимент на установке BETA
425Тематический указатель, т. 69, 1990 г.
429Авторский указатель, т. 69, 1990 г.
432Рефераты публикуемых статей
432Концевая страница

Обращаясь к сайту «История Росатома — Электронная библиотека»,
я соглашаюсь с условиями использования представленных там материалов.
Правила сайта (далее – Правила)

Общие положения
Настоящие правила определяют порядок и условия использования материалов, размещенных на сайте www.biblioatom.ru (далее именуется Сайт), а также правила использования материалов Сайтом и порядок взаимодействия с Администрацией Сайта.

Любые материалы, размещенные на Сайте, являются объектами интеллектуальной собственности (объектами авторского права или смежных прав, а также прав на средства индивидуализации). Права Администрации Сайта на указанные материалы охраняются законодательством о правах на результаты интеллектуальной деятельности.

Использование материалов, размещенных на Сайте, допускается только с письменного согласия Администрации Сайта или иного правообладателя, прямо указанного на конкретном материале, размещенном на Сайте, или в непосредственной близости от указанного материала.

Права на использование и разрешение использования материалов, размещенных на Сайте, принадлежащих иным правообладателям, нежели Администрация Сайта, допускается с разрешения таких правообладателей или в соответствии с условиями, установленными такими правообладателями. Никакое из положений настоящих Правил не дает прав третьим лицам на использование материалов правообладателей, прямо указанных на конкретном материале, размещенном на Сайте, или в непосредственной близости от указанного материала.

Настоящие Правила распространяют свое действие на следующих пользователей: информационные агентства, электронные и печатные средства массовой информации, любые физические и юридические лица, а также индивидуальные предприниматели (далее — «Пользователи»).

Использование материалов. Виды использования
Под использованием материалов Сайта понимается воспроизведение, распространение, публичный показ, сообщение в эфир, сообщение по кабелю, перевод, переработка, доведение до всеобщего сведения и иные способы использования, предусмотренные действующим законодательством Российской Федерации.

Использование материалов Сайта без получения разрешения от Администрации Сайта не допустимо.

Внесение каких-либо изменений и/или дополнений в материалы Сайта запрещено.

Использование материалов Сайта осуществляется на основании договоров с Администрацией Сайта, заключенных в письменной форме, или на основании письменного разрешения, выданного Администрацией Сайта.

Запрещается любое использование (бездоговорное/без разрешения) фото-, графических, видео-, аудио- и иных материалов, размещенных на Сайте, принадлежащих Администрации Сайта и иным правообладателям (третьим лицам).

Стоимость использования каждого конкретного материала или выдача разрешения на его использование согласуется Пользователем и Администрацией Сайта в каждом конкретном случае.

В случае необходимости использования материалов Сайта, права на которые принадлежат третьим лицам (иным правообладателям, нежели Администрация Сайта, о чем прямо указано на таких материалах либо в непосредственной близости от них), Пользователи обязаны обращаться к правообладателям таких материалов для получения разрешения на использование материалов.

Обязанности Пользователей при использовании материалов Сайта
3.1. При использовании материалов Сайта в любых целях при наличии разрешения Администрации Сайта, ссылка на Сайт обязательна и осуществляется в следующем виде:
в печатных изданиях или в иных формах на материальных носителях Пользователи обязаны в каждом случае использования материалов указать источник – электронная библиотека «История Росатома» (www. biblioatom.ru)

в интернете или иных формах использования в электронном виде не на материальных носителях, Пользователи в каждом случае использования материалов обязаны разместить гиперссылку на Сайт — электронная библиотека «История Росатома» (www.biblioatom.ru), гиперссылка должна являться активной и прямой, при нажатии на которую Пользователь переходит на конкретную страницу Сайта, с которой заимствован материал.

Ссылка на источник или гиперссылка, указанные в пп. 3.1.1 и 3.1.2. настоящих Правил, должны быть помещены Пользователем в начале используемого текстового материала, а также непосредственно под используемым аудио-, видео-, фотоматериалом, графическим материалом Администрации Сайта.

Размеры шрифта ссылки на источник или гиперссылки не должны быть меньше размера шрифта текста, в котором используются материалы Сайта, либо размера шрифта текста Пользователя, сопровождающего аудио-, видео-, фотоматериалы и графические материалы Сайта, а также цвет ссылки должен быть идентичен цветам ссылок на Сайте и должен быть видимым Пользователю.

Использование материалов с Сайта, полученных из вторичных источников (от иных правообладателей, нежели Администрация Сайта, о чем прямо указано на таких материалах либо в непосредственной близости от них), возможно только со ссылкой на эти источники и, в случае необходимости, установленной такими источниками (правообладателями), — с их разрешения.

Не допускается переработка оригинального материала (произведения), взятого с Сайта, в том числе сокращение материала, иная его переработка, в том числе приводящая к искажению его смысла.

Права на материалы третьих лиц, урегулирование претензий
Материалы, права на которые принадлежат третьим лицам, размещенные на Сайте, размещены либо с разрешения правообладателя, полученного Администрацией Сайта, либо, в случае, если таковое использование прямо не запрещено правообладателем, в соответствии с Законодательством РФ в информационных целях с обязательным указанием имени автора, материал которого используется, и источника заимствования.

В случае, если в обозначении авторства материалов в соответствии с п. 4.1. настоящих Правил содержится ошибка, или в случае использования материала с предполагаемым или реальным нарушением прав третьих лиц, или в иных спорных случаях использования объектов интеллектуальной собственности, размещенных на Сайте, в том числе в случае, когда права третьего лица тем или иным образом нарушаются с использованием Сайта, применяется следующая схема урегулирования претензий третьих лиц к Администрации Сайта:
в адрес Администрации Сайта по электронной почте на адрес [email protected] направляется претензия, содержащая информацию об объекте интеллектуальной собственности, права на который принадлежат заявителю и который используется незаконно посредством Сайта или с нарушением правил использования, или иным образом права заявителя как обладателя исключительного права на объект интеллектуальной собственности, размещенный на Сайте, нарушены посредством Сайта, с приложением документов, подтверждающих правомочия заявителя, данные о правообладателе и копия доверенности на действия от лица правообладателя, если лицо, направляющее претензию, не является руководителем компании правообладателя или непосредственно физическим лицом — правообладателем. В претензии также указывается адрес страницы Сайта, которая содержит данные, нарушающие права, и излагается полное описание сути нарушения прав;

Администрация Сайта обязуется рассмотреть надлежаще оформленную претензию в срок не менее 5 (пяти) рабочих дней с даты ее получения по электронной почте. Администрация Сайта обязуется уведомить заявителя о результатах рассмотрения его заявления (претензии) посредством отправки письма по электронной почте на адрес, указанный заявителем, а также направить ответ в письменном виде на адрес, указанный заявителем (в случае неуказания такового адреса отправки, обязательство по предоставлению письменного ответа на претензию с Администрации Сайта снимается). В том числе, Администрация Сайта вправе запросить дополнительные документы, свидетельства, данные, подтверждающие законность предъявляемой претензии. В случае признания претензии правомерной, Администрация Сайта примет все возможные меры, необходимые для прекращения нарушения прав заявителя и урегулирования претензии;

Администрация Сайта в любом случае предпринимает все возможные меры к скорейшему удовлетворению обоснованных претензий третьих лиц и стремиться к максимально скорому урегулированию всех спорных вопросов.

Прочие условия
Администрация Сайта оставляет за собой право изменять настоящие Правила в одностороннем порядке в любое время без уведомления Пользователей. Любые изменения будут размещены на Сайте. Изменения вступают в силу с момента их опубликования на Сайте.

По всем вопросам использования материалов Сайта Пользователи могут обращаться к Администрации Сайта по следующим координатам: [email protected]

Во всем, что не урегулировано настоящими Правилами в отношении вопросов использования материалов на Сайте, стороны руководствуются положениями Законодательства РФ.

СогласенНе согласен
Основы фотодиодов, работа и их применение
— Реклама —
Фотодиод представляет собой диод особого типа, который преобразует световую энергию в электрическую, когда на него падает падающий свет, а величина протекающего тока прямо пропорциональна интенсивности света и предназначен для работы при обратном смещении. Это означает, что если мы увеличим интенсивность света на PN-переходе фотодиода, обратный ток в фотодиоде также увеличится.
Символ фотодиода выглядит как диод, но на него падает падающий свет, как вы можете видеть на рисунке ниже.
Символ фотодиода
Как работает фотодиод?
Он имеет соединение P и N и подключен в обратном направлении, что приводит к очень широкой области обеднения на соединении PN. В P-типе основными носителями являются дырки, а в n-типе основными носителями являются электроны. Когда мы подключаем фотодиод с обратным смещением, и если в этом состоянии на фотодиоде нет освещения или света, мы получаем очень небольшую величину тока в микроамперах, мы называем этот ток темновым током.
— Реклама —
Когда фотон с энергией, превышающей ширину запрещенной зоны, сталкивается с разрывом ковалентной связи диода и генерируются новые пары электронов и дырок. Это создает пару электронов и дырок, называемых внутренним фотоэлектрическим эффектом, и дырки движутся к аноду, а электроны движутся к катоду, что приводит к фототоку. Полный ток через диод представляет собой сумму темнового тока и фототока. Чтобы максимизировать чувствительность фотодиода, нам нужно минимизировать темновой ток
Hv > Eg
Энергия фотона > Энергия запрещенной зоны
Фотодиоды могут работать в следующих режимах: сместить диод. Можно сказать, что нет предвзятого источника. Когда свет в таком состоянии падает на фотодиод, он переводит электроны в более высокое энергетическое состояние и приводит к тому, что электроны движутся к катоду, а дырки — к аноду. Этот процесс создает разность потенциалов между двумя терминалами.
Фотопроводящий режим
В фотопроводящем режиме диод подключается к источнику питания, и мы смещаем диод в обратном направлении. Когда свет падает на фотодиод, он создает пару электронов и дырок и движется в противоположном направлении из-за смещенного напряжения.
V-I Характеристики фотодиода
Фотодиод работает в режиме обратного смещения. Фототок не зависит от приложенного напряжения обратного смещения. В отсутствие света или, можно сказать, при нулевой освещенности мы получаем почти нулевой фототок и очень небольшое количество темнового тока. В то время как мы увеличиваем интенсивность света, мы также можем испытывать увеличение фототока. Таким образом, фототок увеличивается линейно с увеличением оптической силы.
E4>E3>E2>E1
(Изображение предоставлено Wikimedia.org)
Преимущества фотодиодов
Работа со светом делает его быстрым и пригодным для быстрой связи, такой как связь на основе оптоволокна
Очень низкий уровень шума
Долгий срок службы
Очень низкое сопротивление
Может работать при очень низком напряжении
Применение фотодиода
Фотодиоды широко используются в большинстве устройств:
Фотодиод, используемый в качестве датчика освещенности. Поскольку ток в нем прямо пропорционален интенсивности света, он также используется для измерения интенсивности света.
Мы можем использовать фотодиод в детекторах дыма для обнаружения дыма и огня.
Фотодиод в сочетании со светодиодом для изготовления оптоизоляторов и оптронов
Используется в солнечной панели в качестве солнечных элементов
Используется в сканере штрих-кода, распознавание символов
Используется в системе обнаружения препятствий,
Может использоваться в принтерах как индикатор наличия страниц и счетчик страниц
Используется для обнаружения приближения, оксиметров
Также используется в оптических энкодерах и декодерах
Оптическая передача сообщений, оптоволоконная связь
Датчик положения
Чтобы прочитать другие интересные статьи по основам:
нажмите здесь
Медицинское использование фотодиодов | OFH
Виктор Аргуэта | 17 февраля 2021 г. | Часто задаваемые вопросы
Не все оптические системы создают изображения. В некоторых системах определения интенсивности света достаточно для удовлетворения требований приложения. Для этих систем можно преобразовать оптический сигнал в электрический с помощью электроники и фотодиодов. Короче говоря, фотодиоды — это полупроводниковые устройства, используемые для обнаружения и преобразования фотонов в электрическое напряжение (или ток).
1 Применение в медицине
2 5 Преимущества фотодиодов
3 Для чего используются фотодиоды?
4 Фотодиод и фототранзистор
Фотодиоды обычно изготавливаются из двух типов полупроводниковых материалов: P-типа (полупроводник, легированный положительным материалом) и N-типа (полупроводник, легированный отрицательным материалом). Иногда в смесь добавляют полупроводник i-го типа (полупроводник без легирующей примеси) для создания фотодиода P-i-N.
Типовая упаковка фотодиода
Медицинское применение
Итак, как фотодиоды используются в медицинском применении? Тот, который более распространен почти у всех, — это маленькая клипса, которую мы надеваем на кончик пальца, когда посещаем врача (хотя их также можно надеть на мочку уха или палец ноги). Эти маленькие устройства называются пульсоксиметрами. Их основная цель – измерить концентрацию кислорода в нашей крови. Они могут помочь медицинским работникам оценить состояние пациентов после операции или то, насколько хорошо они реагируют на лекарства.
Их физический принцип основан на том факте, что свет поглощается кислородом. Оксиметр обычно использует разные длины волн (650 нм и 960 нм), это красный и инфракрасный диапазоны (хотя, если у вас есть беговые часы, вы могли видеть использование зеленого света). Идея состоит в том, что деоксигенированная кровь имеет более высокое поглощение при 650 нм, а оксигенированная кровь имеет более высокое поглощение при 960 нм.
Разницу между поглощением двух длин волн и скоростью изменения, вызванного пульсом крови, можно использовать для расчета процентного содержания кислорода в нашей крови.
5 Преимущества фотодиодов
Вот пять преимуществ работы с фотодиодами
Они могут работать на очень высоких скоростях, поэтому идеально подходят для оптической связи
Очень низкий уровень шума
Низкая стоимость!
Длительный срок службы
Низкое энергопотребление.