Режимы работы фотодиода. Фотодиоды: принцип работы, режимы и применение

Что такое фотодиод и как он работает. Какие существуют режимы работы фотодиодов. Где применяются фотодиоды в современной электронике. Каковы основные характеристики и параметры фотодиодов.

Что такое фотодиод и как он работает

Фотодиод — это полупроводниковый прибор, который преобразует световую энергию в электрическую. Его принцип работы основан на внутреннем фотоэффекте в полупроводниках.

Основные компоненты фотодиода:

• p-n переход
• Светочувствительная область
• Металлические контакты (анод и катод)
• Корпус с прозрачным окном

При попадании света на p-n переход происходит генерация электронно-дырочных пар. Под действием электрического поля перехода электроны и дырки разделяются, что приводит к возникновению фототока.

Основные режимы работы фотодиодов

Существует два основных режима работы фотодиодов:

1. Фотогальванический (вентильный) режим

В этом режиме фотодиод работает без внешнего источника питания. Под действием света генерируется фотоЭДС и во внешней цепи протекает фототок. Этот режим используется в солнечных элементах.

2. Фотодиодный режим

При подключении внешнего обратного напряжения фотодиод работает в фотодиодном режиме. Этот режим обеспечивает большую чувствительность и быстродействие.

Лавинный режим работы фотодиода

Лавинный режим — это особый режим работы фотодиода при больших обратных напряжениях, близких к напряжению пробоя. В этом режиме происходит лавинное умножение носителей заряда, что приводит к значительному усилению фототока.

Особенности лавинного режима:

• Высокая чувствительность (в сотни и тысячи раз выше, чем в обычном режиме)
• Большой коэффициент умножения фототока
• Высокое быстродействие
• Повышенный уровень шумов

Основные характеристики и параметры фотодиодов

Ключевые параметры, определяющие свойства фотодиодов:

• Спектральная чувствительность
• Квантовая эффективность
• Темновой ток
• Быстродействие
• Емкость p-n перехода
• Рабочее напряжение

Как выбрать подходящий фотодиод для конкретного применения? Необходимо учитывать следующие факторы:

• Спектральный диапазон регистрируемого излучения
• Требуемую чувствительность
• Быстродействие
• Уровень шумов
• Размер чувствительной площадки

Применение фотодиодов в современной электронике

Фотодиоды широко используются в различных областях:

• Оптическая связь
• Системы автоматики и контроля
• Измерительная техника
• Солнечная энергетика
• Медицинская аппаратура
• Бытовая электроника

Рассмотрим некоторые конкретные примеры применения:

1. Оптические датчики в смартфонах для регулировки яркости экрана
2. Приемники оптических сигналов в волоконно-оптических линиях связи
3. Датчики присутствия в системах безопасности
4. Фотоприемники в оптических мышах и энкодерах
5. Измерители оптической мощности в лазерной технике

Преимущества и недостатки фотодиодов

Каковы основные достоинства фотодиодов по сравнению с другими фотоприемниками?

Преимущества:

• Высокое быстродействие
• Широкий динамический диапазон
• Высокая линейность
• Малые размеры
• Низкое энергопотребление

Недостатки:

• Относительно низкая чувствительность
• Зависимость параметров от температуры
• Необходимость внешнего источника питания в фотодиодном режиме

Перспективы развития фотодиодов

Основные направления совершенствования фотодиодов:

• Повышение квантовой эффективности
• Расширение спектрального диапазона
• Уменьшение темновых токов
• Повышение быстродействия
• Создание многоэлементных фотодиодных матриц

Какие новые области применения могут появиться у фотодиодов в будущем? Вероятно, они найдут широкое применение в системах машинного зрения, беспилотном транспорте, квантовых вычислениях и коммуникациях.

Выбор и эксплуатация фотодиодов

На что следует обратить внимание при выборе фотодиода для конкретного применения?

• Спектральный диапазон чувствительности
• Размер чувствительной площадки
• Быстродействие
• Уровень шумов
• Максимальное обратное напряжение
• Тип корпуса

Рекомендации по эксплуатации фотодиодов:

1. Не превышать максимально допустимое обратное напряжение
2. Обеспечить эффективное охлаждение для снижения темновых токов
3. Использовать малошумящие усилители для работы с сигналом фотодиода
4. Защищать от засветки посторонним светом
5. Учитывать влияние температуры на параметры фотодиода

Сравнение фотодиодов с другими фотоприемниками

Как фотодиоды соотносятся по своим характеристикам с другими типами фотоприемников?

Параметр	Фотодиод	Фоторезистор	Фототранзистор
Чувствительность	Средняя	Высокая	Очень высокая
Быстродействие	Очень высокое	Низкое	Среднее
Линейность	Высокая	Низкая	Средняя

Выбор типа фотоприемника зависит от конкретных требований приложения. Фотодиоды оптимальны для высокоскоростных применений с высокими требованиями к линейности.

Фотодиод применение. Фотодиод принцип работы

Особое место в электротехнике занимают фотодиоды, которые применяются в различных устройствах и приборах. Фотодиодом называется полупроводниковый элемент, по своим свойствам подобный простому диоду. Его обратный ток прямо зависит от интенсивности светового потока, падающего на него. Чаще всего в качестве фотодиода применяют полупроводниковые элементы с р-n переходом.

Устройство и принцип действия

Фотодиод входит в состав многих электронных устройств. Поэтому он и приобрел широкую популярность. Обычный светодиод – это диод с р-n переходом, проводимость которого зависит от падающего на него света. В темноте фотодиод обладает характеристиками обычного диода.

1 – полупроводниковый переход.
2 – положительный полюс.
3 – светочувствительный слой.
4 – отрицательный полюс.

При действии потока света на плоскость перехода фотоны поглощаются с энергией, превышающей предельную величину, поэтому в n-области образуются пары носителей заряда — фотоносители.

При смешивании фотоносителей в глубине области «n» основная часть носителей не успевает рекомбинировать и проходит до границы р-n. На переходе фотоносители делятся электрическим полем. При этом дырки переходят в область «р», а электроны не способны пройти переход, поэтому накапливаются возле границы перехода р-n, а также области «n».

Обратный ток диода при воздействии света повышается. Значение, на которое повышается обратный ток, называют фототоком.

Фотоносители в виде дырок осуществляют положительный заряд области «р», по отношению к области «n». В свою очередь электроны производят отрицательный заряд «n» области относительно «р» области. Возникшая разность потенциалов называется фотоэлектродвижущей силой, и обозначается «Е ф ». Электрический ток, возникающий в фотодиоде, является обратным, и направлен от катода к аноду. При этом его величина зависит от величины освещенности.

Режимы работы

Фотодиоды способны функционировать в следующих режимах:

• Режим фотогенератора . Без подключения источника электричества.
• Режим фотопреобразователя . С подключением внешнего источника питания.

В работе фотогенератора фотодиоды используются вместо источника питания, которые преобразуют солнечный свет в электрическую энергию. Такие фотогенераторы называются солнечными элементами. Они являются основными частями солнечных батарей, применяемых в различных устройствах, в том числе и на космических кораблях.

КПД солнечных батарей на основе кремния составляет 20%, у пленочных элементов этот параметр значительно больше. Важным свойством солнечных батарей является зависимость мощности выхода к весу и площади чувствительного слоя. Эти свойства достигают величин 200 Вт / кг и 1 кВт / м 2 .

При функционировании фотодиода в качестве фотопреобразователя , источник напряжения Е подключается в схему обратной полярностью. При этом применяются обратные графики вольт-амперной характеристики при разных освещенностях.

Напряжение и ток на нагрузке R н определяются на графике по пересечениям характеристики фотодиода и нагрузочной линии, которая соответствует резистору R н. В темноте фотодиод по своему действию равнозначен обычному диоду. Ток в режиме темноты для кремниевых диодов колеблется от 1 до 3 микроампер, для германиевых от 10 до 30 микроампер.

Виды фотодиодов

Существует несколько различных видов фотодиодов, которые имеют свои достоинства.

p – i – n фотодиод

В области р-n у этого диода имеется участок с большим сопротивлением и собственной проводимостью. При воздействии на него света возникают пары дырок и электронов. Электрическое поле в этой зоне имеет постоянное значение, пространственный заряд отсутствует.

Этот вспомогательный слой значительно снижает емкость запирающего слоя, и не зависит от напряжения. Это расширяет полосу рабочих частот диодов. В результате скорость резко повышается, и частота достигает 10 10 герц. Повышенное сопротивление этого слоя значительно уменьшает ток работы при отсутствии освещения. Чтобы световой поток смог проникнуть через р-слой, он не должен быть толстым.

Лавинные фотодиоды

Такой вид диодов является полупроводниками с высокой чувствительностью, которые преобразуют освещение в сигнал электрического тока с помощью фотоэффекта. Другими словами, это фотоприемники, усиливающие сигнал вследствие эффекта лавинного умножения.

1 — омические контакты 2 — антиотражающее покрытие

Лавинные фотодиоды более чувствительны, в отличие от других фотоприемников. Это дает возможность применять их для незначительных мощностей света.

В конструкции лавинных фотодиодов применяются сверхрешетки. Их суть заключается в том, что значительные различия ударной ионизации носителей приводят к падению шумов.

Другим достоинством применения аналогичных структур является локализация лавинного размножения. Это также снижает помехи. В сверхрешетке толщина слоев составляет от 100 до 500 ангстрем.

Принцип действия

При обратном напряжении, близком к величине лавинного пробоя, фототок резко усиливается за счет ударной ионизации носителей заряда. Действие заключается в том, что энергия электрона повышается от внешнего поля и может превзойти границу ионизации вещества, вследствие чего встреча этого электрона с электр

Начало работы

Название каждого фотодиода соответствует длинноволновой границе его чувствительности и размеру чувствительной площадки. Для измерения метана требуется фотодиод, перекрывающий его полосу поглощения около 3,4 мкм и спектрально согласованный со светодиодом Lms34LED. Для этой цели мы предлагаем фотодиоды с длинноволновой границей чувствительности 3,6 мкм и размером чувствительной области 0,3/0,5 мм – Lms36PD-03/Lms36PD-05. Ниже представлен спектр фотодиода Lms36PD-05:

Спектр фоточувствительности фотодиода Lms36PD-05

В фотодиоде происходит преобразование оптического излучения, попадающего на чувствительную площадку, в электрический ток. Возможно несколько вариантов подключения и работы фотодиода:
▪ фотовольтаический (фотогальванический) режим – фотодиод работает без внешнего обратного смещения как источник тока
▪ фотодиодный режим – на фотодиод подается внешнее обратное смещение
Ниже представлены соответствующие схемы подключения фотодиодов:

Для обеспечения оптимальной работы ИК фотодиодов нашего производства и получения наиболее низкого уровня шума мы рекомендуем использовать фотовольтаический режим без внешнего смещения.
Внимание!
Схемы выше представлены для общего ознакомления. Схемы подключения и полярности для конкретных моделей фотодиода находятся в прилагающихся к приборам техническим паспортам.
Note!
Рекомендуется экранировать фотодиод и подключить землю фотодиода к общей земле используемой электроники.

Предусилитель необходим для преобразования токового сигнала фотодиода в сигнал напряжения и его усиления. Предусилители производства ООО «ЛЕД Микросенсор НТ» обеспечивают работу фотодиода без внешнего обратного смещения в фотовольтаическом режиме. Вы можете выбрать фотодиод со встроенным предусилителем — модель LmsXXPD-XX-R(W)-PA, или отдельную плату предусилителя — PAb.

Подробнее о фотодиодах с предусилителем:

Для получения более высокого соотношения сигнал/шум при использовании оптопар светодиод-фотодиод рекомендуется использовать синхронное детектирование. В этом случае фотодиод детектирует сигнал светодиода только в момент подачи на него питающего импульса, а также производится преобразование полученного импульсного сигнала в постоянный с дополнительным усилением. Для этих целей мы предлагаем синхронный детектор SDM, который синхронизирует работу светодиода с драйвером и фотодиода со встроенным предусилителем, преобразует напряжение с выхода предусилителя фотодиода в сигнал постоянного напряжения с усилением, пропорционально амплитуде входного напряжения.

Подробнее о синхронном детекторе: При наличии всех вышеуказанных устройств можно приступать к работе.
Если используется фотодиод с отдельным предусилителем (PAb), начинайте с шага 1.
Если используется фотодиод со встроенным предусилителем, перейдите к шагу 4.

1) Пайкой соедините электроды фотодиода (анод, катод и землю) с соответствующими контактами предусилителя.

ВНИМАНИЕ
— Соблюдайте полярность подключения фотодиода: анод помечен красной точкой, катод — черной точкой.

2) Соедините выход предусилителя с клеммником входа синхронного детектора SDM.

3) Соедините клеммник питания предусилителя синхронного детектора со входом питания предусилителя, переходите к шагу 6.

ВНИМАНИЕ
— Проверьте правильность соединений перед включением фотодиода.
— Не соединяйте фотодиод с мультиметром.

4) Соедините выход предусилителя с клеммником входа синхронного детектора SDM.

5) Соедините клеммник питания предусилителя синхронного детектора со входом питания предусилителя.

6) Выберите нужные значения времени усреднения и усиления сигнала синхронного детектора SDM.

ВНИМАНИЕ
Подробную информацию о режимах настройки синхронного детектора см. в соответствующем руководстве по эксплуатации.

7) Тщательно соедините контакты светодиода с клеммником подключения светодиода драйвера.

ВНИМАНИЕ
— Контакт клеммника, помеченный “LED +”, должен быть соединен с анодом светодиода (помечен красной точкой). Неправильное соединение приведет к выходу светодиода из строя.

8) Соедините выход синхронизации драйвера с входом синхронизации синхронного детектора SDM, либо другого синхронизируемого устройства.

9) Выберите параметры питания светодиода (длительность импульса, частоту и ток), если используется драйвер с настраиваемыми параметрами.
ВНИМАНИЕ
Подробную информацию о режимах настройки драйвера см. в соответствующем руководстве по эксплуатации.

10) Соедините клеммник сигнального выхода с устройством обработки сигналов (мультиметр, осциллограф, ПК с АЦП и т. д.).

11) Подключите адаптер питания (12В DC, стабилизированное) к драйверу и синхронному детектору, соблюдая полярность. После выполнения данных шагов на устройстве обработки сигналов появится сигнал, с которым можно работать.

Основные характеристики и параметры фотодиода. Схема включения фотодиода

Простейший фотодиод представляет собой обычный полупроводниковый диод, в котором обеспечивается возможность воздействия оптического излучения на р–n-переход.

В равновесном состоянии, когда поток излучения полностью отсутствует, концентрация носителей, распределение потенциала и энергетическая зонная диаграмма фотодиода полностью соответствуют обычной p-n-структуре.

При воздействии излучения в направлении, перпендикулярном плоскости p-n-перехода, в результате поглощения фотонов с энергией, большей, чем ширина запрещенной зоны, в n-области возникают электронно-дырочные пары. Эти электроны и дырки называют фотоносителями .

При диффузии фотоносителей в глубь n-области основная доля электронов и дырок не успевает рекомбинировать и доходит до границы p–n-перехода. Здесь фотоносители разделяются электрическим полем p–n-перехода, причем дырки переходят в p-область, а электроны не могут преодолеть поле перехода и скапливаются у границы p–n-перехода и n-области.

Таким образом, ток через p–n-переход обусловлен дрейфом неосновных носителей – дырок. Дрейфовый ток фотоносителей называется фототоком .

Фотоносители – дырки заряжают p-область положительно относительно n-области, а фотоносители – электроны – n-область отрицательно по отношению к p-области. Возникающая разность потенциалов называется фотоЭДС Eф. Генерируемый ток в фотодиоде – обратный, он направлен от катода к аноду, причем его величина тем больше, чем больше освещенность.

Фотодиоды могут работать в одном из двух режимов – без внешнего источника электрической энергии (режим фотогенератора) либо с внешним источником электрической энергии (режим фотопреобразователя).

Фотодиоды, работающие в режиме фотогенератора, часто применяют в качестве источников питания, преобразующих энергию солнечного излучения в электрическую. Они называются солнечными элементами и входят в состав солнечных батарей, используемых на космических кораблях.

КПД кремниевых солнечных элементов составляет около 20 %, а у пленочных солнечных элементов он может иметь значительно большее значение. Важными техническими параметрами солнечных батарей являются отношения их выходной мощности к массе и площади, занимаемой солнечной батареей. Эти параметры достигают значений 200 Вт/кг и 1 кВт/м2, соответственно.

При работе фотодиода в фотопреобразовательном режиме источник питания Е включается в цепь в запирающем направлении (рис. 1, а). Используются обратные ветви ВАХ фотодиода при различных освещенностях (рис. 1,б).

Рис. 1. Схема включения фотодиода в фотопреобразовательном режиме: а — схема включения, б — ВАХ фотодиода

Ток и напряжение на нагрузочном резисторе Rн могут быть определены графически по точкам пересечения ВАХ фотодиода и линии нагрузки, соответствующей сопротивлению резистора Rн. При отсутствии освещенности фотодиод работает в режиме обычного диода. Темновой ток у германиевых фотодиодов равен 10 — 30 мкА, у кремниевых 1 — 3 мкА.

Если в фотодиодах использовать обратимый электрический пробой, сопровождающийся лавинным умножением носителей заряда, как в полупроводниковых стабилитронах, то фототок, а следовательно, и чувствительность значительно возрастут.

Чувствительность лавинных фотодиодов может быть на несколько порядков больше, чем у обычных фотодиодов (у германиевых – в 200 – 300 раз, у кремниевых – в 104 – 106 раз).

Лавинные фотодиоды являются быстродействующими фотоэлектрическими приборами, их частотный диапазон может достигать 10 ГГц. Недостатком лавинных фотодиодов является более высокий уровень шумов по сравнению с обычными фотодиодами.

Рис. 2. Схема включения фоторезистора (а), УГО (б), энергетическая (в) и вольт-амперная (г) характеристики фоторезистора

Кроме фотодиодов, применяются фоторезисторы (рис 2), фототранзисторы и фототиристоры , в которых используется внутренний фотоэффект. Характерным недостатком их является высокая инерционность (граничная рабочая частота fгр

Конструкция фототранзистора подобна обычному транзистору, у которого в корпусе имеется окошко, через которое может освещаться база. УГО фототранзистора – транзистор с двумя стрелками, направленными к нему.

Светоди

Фотодиод — Студопедия

Фотодиоды – это полупроводниковые диоды, преобразующие световую энергию в энергию электрическую.

Обозначение:

Изготавливают фотодиоды из германия и кремния. Работает фотодиод при обратном включении.

Устройство:

P-n переход помещается в металлический корпус со стеклянным окном.

Принцип работы:

Принцип работы фотодиода основан на внутреннем и внешнем фотоэффекте. Когда диод не освещен, в цепи протекает обратный темновой ток небольшой величины . При освещении фотодиода происходит фотогенерация пар НЗ (т.е. возникает внутренний фотоэффект – валентные электроны, получив световую энергию фотонов, переходят из ВЗ в ЗП). Проводимость диода при этом возрастает, следовательно, возрастает обратный ток фотодиода до значения . Разность между световым и темновым токами называется фототоком:

Фотодиод может включаться в схему как с внешним источником питания (фотодиодный режим), так и без него (ве́нтильный режим).

(Используется при слабых световых (Используется при мощных

потоках) световых потоках, например,

солнечное излучение)

Рассмотрим фотодиодный режим:

p n

ННЗ Ө

Е_ВН ННЗ

Е_ВНЕШН

а) Пусть имеется поток фотонов с энергией . Образовавшиеся за счет фотогенерации НЗ диффундируют к переходу. Суммарное поле перехода ( ) является ускоряющим для ННЗ, поэтому ННЗ перебрасываются полем в соседние области, образуя световой ток .

б) Пусть освещение перехода отсутствует. В этом случае фотогенерация также будет отсутствовать, поэтому через переход суммарным полем будут перебрасываться в небольшом количестве ННЗ, образованные за счет генерации, и через диод будет протекать темновой ток небольшой величины.

Рассмотрим ве́нтильный режим:

В этом режиме будут происходить те же самые процессы, что и в фотодиодном режиме, только переброс ННЗ через переход будет осуществляться исключительно за счет внутреннего поля .

Применение фотодиодов:

· В вычислительной технике фотодиоды используют в устройствах ввода-вывода информации, т.к. фотодиоды обладают хорошей развязкой между входом и выходом (отсутствует электрическая связь между входом и выходом).

· В кино-, фото-аппаратуре.

· В оптронах в качестве фотоприёмников.

· Вентили – в качестве солнечных батарей.

3.1. Работа фотодиода в фотогальваническом режиме

Схема фотоприемника (ФП–2) на основе фотодиода PBW34, работающего в фотогальваническом режиме, приведена на рис.9.

Кванты оптического излучения, падая на фотодиод, инициируют появление в области p-n перехода неравновесных носителей. Под действием поля p-n перехода заряды разделяются – электроны устремляются в n, а дырки в p – области. Наличие внешней цепи в виде сопротивления нагрузки R_Н, последовательно включенного с фотодиодом, позволяет избыточным зарядам рекомбинировать. В результате через сопротивление нагрузки протекает фототок. При этом на сопротивлении падает

Рис.9. Схема фотодиода, работающего в фотогальваническом режиме.

напряжение U_R. Это напряжение приложено к p-n переходу в прямом направлении. Поэтому при увеличении мощности излучения с ростом фототока, а значит и напряжения p-n переходе. Последний приоткрывается. Через него начинает течь ток в прямом направлении. С ростом мощности излучения рост выходного напряжения замедлится, а потом и вовсе приостановится. Зависимость U_R от мощности излучения становится нелинейной. Рост напряжения замедляется, после чего практически перестает расти. Это происходит при напряжении ~ 0,3 В.

Таким образом, рабочий (динамический) диапазон работы фотодиода ограничивается 0,1 – 0,2 В.

В области перехода постоянно присутствует объемный электрический заряд, который приводит к увеличению емкости перехода. Это отрицательно сказывается на частотных свойствах фотоприемника.

Достоинством схемы является отсутствие питающего напряжения.

3.2. Работа фотодиода с отрицательным смещением

Схема фотоприемника на основе фотодиода (ФП–1, ФП–3) с отрицательным (обратным) смещением перехода показана на рис.10.

В отсутствии излучения электроны и дырки, являющиеся основными носителями соответствующих областей, уходят от перехода к источнику питания, и все напряжение оказывается приложенным к p-n переходу. Таким образом, диффузионная составляющая тока через переход в данном случае отсутствует. Емкость перехода С становится минимальной. Это гарантирует достижение наилучших частотных свойств фотодиода, так как они определяются постоянной времени τ, характеризующей процесс регистрации. В описываемой ситуации τ равна произведению С · R_Н.

.

Рис.10. Схема включения фотодиода с отрицательным смещением перехода.

Неосновные носители могут переходить через переход только в результате экстракции. Подойдя к переходу, они попадают в ускоряющее поле и легко преодолевают область перехода. За ним они становятся основными носителями, и устремляются к соответствующему полюсу источнику питания. Ток, связанный с этими процессами получил название обратного или темнового тока p-n перехода.

Величина темнового тока зависит от температуры. В случае кремниевого фотодиода она возрастает примерно в 2 раза при изменении температуры на каждые 10 ⁰К. При комнатной температуре (25 ⁰С) обратный ток большинства современных диодов не превышает величину ~ 1 нА. От величины обратного напряжения величина тока практически не меняется.

Так как регистрируемые световые потоки обычно создают фототоки существенно превышающие это значение, удается получать на нагрузке R_Н напряжения U, независящие от температуры и практически ограниченные только напряжением источника питания Е

U = Е – U_ФД ,

где U_ФД – падение напряжения на фотодиоде.

Рассмотренная схема интересна тем, что неравновесные заряды, возникшие в области p-n перехода под действием фотонов, после разделения полем перехода становятся основными носителями и также устремляются к соответствующим полюсам источника питания. Электроны – к плюсу (+), дырки – к минусу (-). В результате появляется составляющая тока через переход, пропорциональная падающей на него мощности оптического излучения. В результате формируется ватт-амперная характеристика с высокой линейностью, охватывающая область входных сигналов величиной 6 – 7 порядков.

Квантовая эффективность фотодиода, то есть отношение числа фотоэлектронов к числу оптических квантов, близка к 1. Она и определяет крутизну S ватт-амперной характеристики диода. Само значение S в такой ситуации будет определяться рабочим диапазоном длин волн. Например, для ближней ИК области спектра (850 нм) она составляет ~ 0,5 А/Вт.

лавинный+режим+работы+фотодиода — со всех языков на русский

• 541 cruise mode

  Универсальный англо-русский словарь > cruise mode

• 542 cruise power setting

  Универсальный англо-русский словарь > cruise power setting

• 543 cruise rating

  Универсальный англо-русский словарь > cruise rating

• 544 cruising power setting

  Универсальный англо-русский словарь > cruising power setting

• 545 crypto only mode

  Универсальный англо-русский словарь > crypto only mode

• 546 crystal operation

  Универсальный англо-русский словарь > crystal operation

• 547 cut sheet mode

  Универсальный англо-русский словарь > cut sheet mode

• 548 cut-sheet mode

  Универсальный англо-русский словарь > cut-sheet mode

• 549 cycle

  [‘saɪk(ə)l] 1) Общая лексика: велосипед, велосипедный, вращаться, двигаться по кругу, делать обороты , ездить на велосипеде или мотоцикле, законченный круг развития, зациклиться, круг, круговой процесс, круговорот, окончить цикл развития, описывать круги, повторяться циклически, полный круг, проходить цикл развития, совершать цикл развития, такт, цикл, циклически повторяться, циклический процесс, трехколесный велосипед , последовательность , велосипед , период, виток (cycle of violence) 20) Двигатели внутреннего сгорания: такт 28) Макаров: включать рабочий цикл, вращать, замкнутый процесс, период пульсации, периодически повторяющийся, повторять, повторяться, циклически изменять, циклически изменяться, цикл , период , период , периодический

  Универсальный англо-русский словарь > cycle

• 550 cycle of operation

  Универсальный англо-русский словарь > cycle of operation

• 551 cyclic operation

  Универсальный англо-русский словарь > cyclic operation

• 552 default mode of brain function

  Универсальный англо-русский словарь > default mode of brain function

• 553 degrade operating conditions

  Универсальный англо-русский словарь > degrade operating conditions

• 554 degraded-service state

  Универсальный англо-русский словарь > degraded-service state

• 555 depressed collector operation

  Универсальный англо-русский словарь > depressed collector operation

• 556 derated operation

  Универсальный англо-русский словарь > derated operation

• 557 destructive mode of operation

  Универсальный англо-русский словарь > destructive mode of operation

• 558 deteriorated state

  Универсальный англо-русский словарь > deteriorated state

• 559 deterministic behavior

  Универсальный англо-русский словарь > deterministic behavior

• 560 difference mode

  Универсальный англо-русский словарь > difference mode

См. также в других словарях:

• лавинный режим работы фотодиода — Режим работы фотодиода с внутренним усилением, который обеспечивается лавинным размножением носителей заряда при обратном смещении электронно дырочного перехода. [ГОСТ 21934 83] Тематики приемники излуч. полупроводн. и фотоприемн. устр. EN… …   Справочник технического переводчика

• Лавинный режим работы фотодиода — 33. Лавинный режим работы фотодиода D. Trägerlawinenzustand der Photodiode E. Avalanche mode of photodiode operation Режим работы фотодиода с внутренним усилением, который обеспечивается лавинным размножением носителей заряда при обратном… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Лавинный фотодиод — Структура лавинного фотодиода на основе кремния: 1  омические контакты, 2  антиотражающее покрытие Лавинные фотодиоды (ЛФД; англ. avalanche photodiode  APD)  высокочувствительные полупроводниковые приборы, преобразующие… …   Википедия

• ГОСТ 21934-83: Приемники излучения полупроводниковые фотоэлектрические и фотоприемные устройства. Термины и определения — Терминология ГОСТ 21934 83: Приемники излучения полупроводниковые фотоэлектрические и фотоприемные устройства. Термины и определения оригинал документа: 12. p i n фотодиод D. Pin Photodiode E. Pin Photodiode F. Pin Photodiode Фотодиод, дырочная и …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Квантовая криптография — Квантовая криптография  метод защиты коммуникаций, основанный на принципах квантовой физики. В отличие от традиционной криптографии, которая использует математические методы, чтобы обеспечить секретность информации, квантовая криптография… …   Википедия

• p — n-ПЕРЕХОД — (электронно дырочный переход) слой с пониженной электропроводностью, образующийся на границе полупроводниковых областей с электронной (n область) и дырочной ( р область) проводимостью. Различают гомопереход, получающийся в результате… …   Физическая энциклопедия

лавинный+режим+работы+фотодиода — со всех языков на русский

• 461 attenuation-limited operation

  Универсальный англо-русский словарь > attenuation-limited operation

• 462 augmented intermediate rating

  Универсальный англо-русский словарь > augmented intermediate rating

• 463 augmented maximum rating

  Универсальный англо-русский словарь > augmented maximum rating

• 464 augmented minimum rating

  Универсальный англо-русский словарь > augmented minimum rating

• 465 augmented rating

  Универсальный англо-русский словарь > augmented rating

• 466 automatic mode

  Универсальный англо-русский словарь > automatic mode

• 467 automatic operation

  Универсальный англо-русский словарь > automatic operation

• 468 automatic recalculation

  Универсальный англо-русский словарь > automatic recalculation

• 469 autopilot heading mode

  Универсальный англо-русский словарь > autopilot heading mode

• 470 autothermal operation

  Универсальный англо-русский словарь > autothermal operation

• 471 avalanche mode

  Универсальный англо-русский словарь > avalanche mode

• 472 average operating conditions

  Универсальный англо-русский словарь > average operating conditions

• 473 axial-mode operation

  Универсальный англо-русский словарь > axial-mode operation

• 474 background

  [‘bækgraʊnd] 1) Общая лексика: биографические данные, глубина, данные, задний план, истоки, история вопроса, квалификация, музыкальное или шумовое сопровождение, образование, объяснение, опыт, основа, подготовка, подноготная, подоплёка , предпосылка, предпосылки, происхождение, фон, фоновая работа, фоновый, фоновый раздел, шумовое сопровождение, экскурс в историю, исторический контекст, закваска , базовая проблематика , вводная информация, справочная информация, основные этапы, историческая справка, предыстория, общие положения 9) Юридический термин: преамбула , база, основные сведения или положения контракта, соглашения 11) Бухгалтерия: фон

  24) SAP. заказ на поставку

  29) Макаров: анкетные данные, незаметное положение, обоснование, общественный и моральный облик, основание, основы, предшественник, предшествующая культура, сведения общего характера, участок изображения, не несущий информации, послесвечение , данные , второстепенное действие , действующие лица, расположенные в глубине кадра , место действия , обстановка , предметы, расположенные в глубине кадра , задний план , музыкальное сопровождение , фон , шумовое оформление , фон , связи и окружение

  Универсальный англо-русский словарь > background

• 475 bandwidth-limited operation

  Универсальный англо-русский словарь > bandwidth-limited operation

• 476 base-load operation

  Универсальный англо-русский словарь > base-load operation

• 477 basic performance

  Универсальный англо-русский словарь > basic performance

• 478 beam-park mode of operation

  Универсальный англо-русский словарь > beam-park mode of operation

• 479 before-threshold behavior

  Универсальный англо-русский словарь > before-threshold behavior

• 480 before-threshold behaviour

  Универсальный англо-русский словарь > before-threshold behaviour

См. также в других словарях:

• лавинный режим работы фотодиода — Режим работы фотодиода с внутренним усилением, который обеспечивается лавинным размножением носителей заряда при обратном смещении электронно дырочного перехода. [ГОСТ 21934 83] Тематики приемники излуч. полупроводн. и фотоприемн. устр. EN… …   Справочник технического переводчика

• Лавинный режим работы фотодиода — 33. Лавинный режим работы фотодиода D. Trägerlawinenzustand der Photodiode E. Avalanche mode of photodiode operation Режим работы фотодиода с внутренним усилением, который обеспечивается лавинным размножением носителей заряда при обратном… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Лавинный фотодиод — Структура лавинного фотодиода на основе кремния: 1  омические контакты, 2  антиотражающее покрытие Лавинные фотодиоды (ЛФД; англ. avalanche photodiode  APD)  высокочувствительные полупроводниковые приборы, преобразующие… …   Википедия

• ГОСТ 21934-83: Приемники излучения полупроводниковые фотоэлектрические и фотоприемные устройства. Термины и определения — Терминология ГОСТ 21934 83: Приемники излучения полупроводниковые фотоэлектрические и фотоприемные устройства. Термины и определения оригинал документа: 12. p i n фотодиод D. Pin Photodiode E. Pin Photodiode F. Pin Photodiode Фотодиод, дырочная и …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Квантовая криптография — Квантовая криптография  метод защиты коммуникаций, основанный на принципах квантовой физики. В отличие от традиционной криптографии, которая использует математические методы, чтобы обеспечить секретность информации, квантовая криптография… …   Википедия

• p — n-ПЕРЕХОД — (электронно дырочный переход) слой с пониженной электропроводностью, образующийся на границе полупроводниковых областей с электронной (n область) и дырочной ( р область) проводимостью. Различают гомопереход, получающийся в результате… …   Физическая энциклопедия

Фотодиод

Режимы работы, принцип работы и применение

Распространяйте знания:

В этой статье вы узнаете:

Фотодиод — это особый вид диода , преобразующего световую энергию в ток или напряжение. Его можно использовать для обнаружения присутствия или отсутствия незначительного количества света, и его можно очень точно откалибровать для измерений. В наших предыдущих статьях мы рассказывали о светодиодном диоде , стабилитроне , P-n-переходном диоде и т. Д.Здесь мы собираемся подробно рассказать о работе, принципе работы, режимах работы фотодиода и т. Д. .

Они могут быть либо открытыми, либо упакованными с оптоволоконным соединением или окном , чтобы свет достигал чувствительной части устройства. Он может содержать встроенные линзы, оптические фильтры и часто использует фотодетекторы, которые в значительной степени заменили фотолаборы.

Фотодиод

Принцип работы фотодиода:

Это полупроводниковое устройство , широко известное как PIN-фотодиод, состоит из активного p-n перехода , который работает в режиме обратного смещения.Когда к переходу прикладывается электрическое поле, электроны и дырка начинают двигаться к нему и рекомбинируют в области обеднения. После рекомбинации свет, поглощенный в обедненной области, генерирует электронно-дырочную пару, большая часть которой вносит вклад в фототок. Генерируемый таким образом фототок пропорционален интенсивности поглощенного света . Интенсивность фотона или пакетов поглощения света зависит от энергии фотона, т.е. чем ниже энергия фотонов, тем глубже поглощение.Для протекания внешнего тока по цепи два вывода диодов электрически соединены. Перед достижением поля перехода, если созданные неосновные носители в этой области рекомбинируют с объемными носителями в этой области, носители теряются и внешний ток не протекает. Полный ток, проходящий через фотодиод, складывается из фототока и темнового тока, протекающего со светом или без него. Минимизируя темновой ток, можно повысить чувствительность устройства.

.

Принцип работы фотодиода, характеристики и применение

Фотодиод — это диод с PN-переходом, который потребляет световую энергию для выработки электрического тока. Иногда его еще называют фотодетектором, светоприемником и фотодатчиком. Эти диоды специально разработаны для работы в режиме обратного смещения, это означает, что сторона P фотодиода связана с отрицательной клеммой батареи, а сторона n подключена к положительной клемме батареи. Этот диод очень сложно зажечь, поэтому, когда свет падает на диод, он легко преобразует свет в электрический ток.Солнечный элемент также называют фотодиодом большой площади, потому что он преобразует солнечную энергию в электрическую. Однако солнечная батарея работает только при ярком свете.

Что такое фотодиод?

Фотодиод — это один из типов световых детекторов, используемых для преобразования света в ток или напряжение в зависимости от режима работы устройства. Он состоит из оптических фильтров, встроенных линз, а также поверхностей. Эти диоды имеют медленное время отклика при увеличении площади поверхности фотодиода.Фотодиоды похожи на обычные полупроводниковые диоды, но они могут быть видимыми, чтобы свет достигал тонкой части устройства. Некоторые диоды, предназначенные для использования именно в качестве фотодиода, также будут использовать контактный переход в некоторой степени, чем обычный PN переход.

Символ фотодиода

Некоторые фотодиоды выглядят как светоизлучающие диоды. У них есть два терминала, идущие с конца. Меньший конец диода — это катодный вывод, а более длинный конец диода — анодный вывод.См. Следующую принципиальную схему анодной и катодной сторон. В условиях прямого смещения обычный ток будет течь от анода к катоду в соответствии со стрелкой в ​​символе диода. Фототок течет в обратном направлении.

Фотодиод

Типы фотодиодов

Несмотря на то, что на рынке доступно множество типов фотодиодов, все они работают на одних и тех же основных принципах, хотя некоторые из них улучшены другими эффектами. Различные типы фотодиодов работают по-разному, но основная работа этих диодов остается неизменной.Типы фотодиодов можно классифицировать по конструкции и функциям следующим образом.

Эти диоды широко используются в приложениях, где требуется определение наличия света, цвета, положения, интенсивности. К основным характеристикам этих диодов можно отнести следующее.

• Линейность диода хорошая по отношению к падающему свету.
• Шум низкий.
• Отклик широкий спектральный
• Механически прочный
• Легкий и компактный
• Длительный срок службы

Необходимые материалы для изготовления фотодиода и диапазон длин волн электромагнитного спектра включают следующие

• Для кремния материала, диапазон длин волн электромагнитного спектра будет (190-1100) нм
• Для материала германия диапазон длин волн электромагнитного спектра будет (400-1700) нм
• Для материала арсенида галлия индия диапазон длин волн электромагнитного спектра будет ( 800-2600) нм
• Для материала сульфида свинца (II) диапазон длин волн электромагнитного спектра будет <1000-3500) нм
• Для материала теллурида кадмия ртути диапазон длин волн электромагнитного спектра будет (400-14000) нм

Из-за большей ширины запрещенной зоны фотодиоды на основе Si производят меньше шума, чем фотодиоды на основе Ge.

Работа фотодиода

Принцип работы фотодиода заключается в том, что когда фотон большой энергии попадает в диод, он образует пару электрон-дырка. Этот механизм также называют внутренним фотоэффектом. Если поглощение возникает в переходе обедненной области, то носители удаляются из перехода внутренним электрическим полем обедненной области. Следовательно, дырки в этой области движутся к аноду, а электроны движутся к катоду, и будет генерироваться фототок.Полный ток через диод — это сумма отсутствия света и фототока. Таким образом, отсутствующий ток должен быть уменьшен, чтобы максимизировать чувствительность устройства.

PN Junction Diode

Режимы работы

Рабочие режимы фотодиода включают три режима, а именно: фотоэлектрический режим, фотопроводящий режим и режим лавинного диода.

Фотоэлектрический режим: Этот режим также известен как режим нулевого смещения. напряжение, создаваемое освещенным фотодиодом.Это дает очень маленький динамический диапазон и нелинейную необходимость сформированного напряжения.

Режим фотопроводимости: Фотодиод, используемый в этом режиме фотопроводимости, обычно имеет обратное смещение. Приложение обратного напряжения увеличивает ширину обедненного слоя, что, в свою очередь, уменьшает время отклика и емкость перехода. Этот режим слишком быстрый и отображает электронный шум.

Режим лавинного диода: Лавинные диоды работают в условиях высокого обратного смещения, что позволяет умножать лавинный пробой на каждую пару электронно-дырочных фотонов.Результатом является внутреннее усиление фотодиода, которое медленно увеличивает отклик устройства.

Применение фотодиода

• Применение фотодиодов связано с аналогичными применениями фотодетекторов, таких как устройства с зарядовой связью, фотопроводники и фотоэлектронные умножители.
• Эти диоды используются в устройствах бытовой электроники, таких как детекторы дыма, проигрыватели компакт-дисков, телевизоры и пульты дистанционного управления в видеомагнитофонах.
• В других потребительских устройствах, таких как радиочасы, фотометры и уличные фонари, чаще используются фотопроводники, а не фотодиоды.
• Фотодиоды часто используются для точного измерения интенсивности света в науке и промышленности. Как правило, они имеют более линейный отклик, чем фотопроводники.
• Фотодиоды также широко используются во многих медицинских приложениях, таких как инструменты для анализа проб, детекторы для компьютерной томографии, а также используются в мониторах газов крови.
• Эти диоды намного быстрее и сложнее, чем обычные диоды с PN переходом, и поэтому часто используются для регулирования освещения и в оптической связи.

V-I Характеристики фотодиода

Фотодиод постоянно работает в режиме обратного смещения. Характеристики фотодиода четко показаны на следующем рисунке, фототок почти не зависит от приложенного напряжения обратного смещения. При нулевой яркости фототок почти равен нулю, за исключением небольшого темнового тока. Он порядка наноампер. С увеличением оптической мощности фототок также увеличивается линейно. Максимальный фототок является неполным из-за рассеиваемой мощности фотодиода.

Характеристики V-I

Итак, речь идет о принципе работы, характеристиках и применении фотодиода. Мы надеемся, что вы лучше понимаете эту концепцию. Кроме того, любые вопросы относительно этой концепции или реализации электрических и электронных проектов для студентов инженерных специальностей. Пожалуйста, дайте свои ценные предложения, комментируя в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, какова функция фотодиода ?

Фото:

.Фотодиод

Принцип работы »Электроника

Понимание того, как работают фотодиоды, помогает использовать их более эффективно.

---

Photo Diode Tutorial:
Фотодиодная технология Фотодиоды PN и PIN Лавинный фотодиод Фотодиод Шоттки Фотодиодные конструкции Теория фотодиода

Другие диоды: Типы диодов

---

Существует несколько различных типов фотодиодов: все они используют один и тот же базовый квантовый принцип, но реализация теории работы для каждого типа немного отличается.

Различия в работе разных типов фотодиодов позволяют использовать их индивидуальные характеристики по-разному, и таким образом можно максимизировать их преимущества и получить лучшую работу схемы.

Для этого необходимо иметь общее представление о том, как они работают.

Основы теории работы фотодиода

Энергия света может рассматриваться в терминах фотонов или пакетов света. Когда фотон с достаточной энергией входит в область обеднения полупроводникового диода, он может ударить по атому с энергией, достаточной для высвобождения электрона из атомной структуры.Это создает свободный электрон и дырку (то есть атом с пространством для электрона). Электрон заряжен отрицательно, а дырка — положительно.

Электроны и дырки могут оставаться свободными, или другие электроны могут объединяться с дырками, снова образуя полные атомы в кристаллической решетке. Однако возможно, что электроны и дырки могут оставаться свободными и уноситься из обедненной области внешним полем. Таким образом, ток через диод изменится, и возникнет фототок.

Работа фотодиода PIN / PN

Фотодиод работает при умеренном обратном смещении. Это сохраняет слой истощения свободным от каких-либо носителей, и обычно ток не течет. Однако, когда световой фотон попадает во внутреннюю область, он может ударить по атому в кристаллической решетке и сместить электрон. Таким образом образуется пара дырка-электрон. Дырка и электрон затем будут мигрировать в противоположных направлениях под действием электрического поля через внутреннюю область, и можно увидеть, как течет небольшой ток.Было обнаружено, что величина тока пропорциональна количеству света, попадающего в собственную область. Чем больше света, тем больше создается дырочных электронных пар и тем больше протекает ток.

Рабочие диоды с обратным смещением увеличивают чувствительность, поскольку расширяют обедненный слой, в котором происходит фотоэффект. Таким образом, увеличение обратного смещения увеличивает активную площадь фотодиода и усиливает то, что можно назвать фототоком.

Типовая структура фотодиода с PIN-кодом

Также возможно работать с фотодиодами в условиях нулевого смещения в так называемом фотоэлектрическом режиме. При нулевом смещении свет, падающий на диод, вызывает ток через устройство, приводя к прямому смещению, которое, в свою очередь, индуцирует «темновой ток» в направлении, противоположном фототоку. Это называется фотоэлектрическим эффектом, и он является основой солнечных элементов. Поэтому можно построить солнечный элемент, используя большое количество отдельных фотодиодов.Также, когда фотодиоды используются в солнечном элементе, диоды делают больше, чтобы иметь большую активную площадь, и они могут выдерживать более высокие токи. Для тех, которые используются для приложений передачи данных, скорость обычно очень важна, а диодные переходы меньше, чтобы уменьшить влияние емкости.

Когда фотодиод не подвергается воздействию света, он следует нормальной характеристике V-I, ожидаемой от диода. В обратном направлении ток практически не течет, но в прямом направлении он неуклонно увеличивается, особенно после того, как будет достигнуто напряжение колена или включения.Это изменяется при наличии света. При использовании в качестве фотодиода видно, что наибольший эффект наблюдается в обратном направлении. Здесь заметны самые большие изменения, и нормальный прямой ток не маскирует эффекты, связанные со светом.

Срабатывание лавинного диода

Свет проникает в нелегированную область лавинного фотодиода и вызывает образование пар дырка-электрон. Под действием электрического поля электроны мигрируют в область лавины.Здесь электрическое поле заставляет их скорость увеличиваться до такой степени, что столкновения с кристаллической решеткой создают дополнительные пары дырочных электронов. В свою очередь, эти электроны могут сталкиваться с кристаллической решеткой, создавая еще больше дырочных электронных пар. Таким образом, один электрон, созданный светом в нелегированной области, может привести к созданию гораздо большего числа электронов.

Лавинный фотодиод имеет ряд отличий от обычного PIN-диода. Лавинный процесс означает, что один электрон, созданный светом в нелегированной области, умножается в несколько раз за счет лавинообразного процесса.В результате лавинный фотодиод намного более чувствителен. Однако обнаружено, что это не так линейно, и, кроме того, лавинный процесс означает, что результирующий сигнал намного более шумный, чем сигнал от p-i-n диода.

Структура лавинного ПИН-фотодиода

Структура лавинного диода также более сложна. Защитное кольцо n-типа требуется вокруг p-n-перехода, чтобы минимизировать электрическое поле по краю перехода. Также обнаружено, что коэффициент усиления по току зависит не только от приложенного смещения, но и от тепловых флуктуаций.В результате необходимо обеспечить размещение устройств на подходящем радиаторе.

Различные типы фотодиодов имеют несколько разные режимы работы, но все основаны на одном и том же основном принципе работы. Поскольку разные типы имеют разные характеристики, можно выбрать правильный тип, который наилучшим образом соответствует потребностям рассматриваемой цепи.

Другие электронные компоненты:
Резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты».. .

.Характеристики фотодиода

Basic PIN | Часто задаваемые вопросы

1. Каков срок службы кремниевых фотодиодов?
2. Меняется ли отзывчивость со временем?
3. Меняется ли темновой ток со временем?
4. Какой выходной сигнал у фотодиода?
5. Насколько линейен выходной фототок в режиме источника тока?
6. Тогда каков динамический диапазон кремниевых фотодиодов?
7. В чем разница между линейной матрицей ПЗС МОП и линейной матрицей фотодиодов?
8. Какое соответствие чувствительности от устройства к устройству?
9. Может ли OSI Optoelectronics предоставить фотодиоды с согласованной чувствительностью?
10. Неужели внешняя часть активной области полностью нечувствительна к свету?
11. Как можно уменьшить поглощение света в неактивной области?
12. В чем разница между режимами фотопроводимости (ПК) и фотогальваники (PV)?
13. Какой режим (PV или ПК) я должен использовать для моего приложения?
14. Как сделать обратное смещение фотодиода?
15. Какое обратное смещение мне нужно применить?
16. Но как мне узнать, сколько смещения достаточно для работы в определенной полосе пропускания?
17. Что произойдет, если на фотодиод подано напряжение, превышающее указанное максимальное обратное смещение?
18. Это приводит к необратимому повреждению фотодиода?
19. Что произойдет, если фотодиод по ошибке смещен вперед?
20. Используется ли определенный тип источника питания для смещения фотодиода?
21. Почему для некоторых устройств предусмотрен темновой ток, а для других — шунтирующее сопротивление?

1.Каков срок службы кремниевых фотодиодов?
Фотодетекторы служат в течение неопределенного периода времени при правильном использовании и в соответствии с указанными спецификациями. Однако в некоторых случаях фотодиоды могут подвергаться оптическим, электрическим, механическим и / или тепловым нагрузкам, выходящим за пределы указанных диапазонов, и, следовательно, ограничивать их срок службы.

2. Меняется ли отзывчивость со временем?
В герметичных детекторах, таких как металлические корпуса TO, не ожидается, что чувствительность со временем изменится.Однако в негерметично закрытых устройствах атмосферные загрязнения, а также влажность могут распространяться в активную зону и приводить к образованию центров захвата, вызывая короткое замыкание в соединении.

3. Меняется ли темновой ток со временем?
Составляющая поверхностного темнового тока может изменяться со временем из-за влажности окружающей среды. Он также подвержен чистоте поверхности, загрязнению поверхности, то есть натрий из смазки для рук может значительно увеличить темновой ток. Объемный темновой ток не должен увеличиваться со временем.

Вернуться к началу

4. Каков выходной сигнал фотодиода?
Фотодиод работает как источник напряжения, а также как источник тока в ответ на падающий свет в диапазоне длин волн от 200 до 1100 нм. Измерение тока является предпочтительным, поскольку выходной ток изменяется линейно с мощностью падающего света. Однако выходное напряжение изменяется логарифмически с мощностью падающего света.

5. Насколько линейен выходной фототок в режиме источника тока?
Обычно она линейна от нескольких пикоампер до нескольких миллиампер.

Наверх

6. Каков динамический диапазон типичного кремниевого фотодиода?
Динамический диапазон — это диапазон мощности падающего света, в котором выходной ток фотодиода линейно связан с входной мощностью и иногда выражается в децибелах:

Этот диапазон для типичного устройства составляет от 1 пиковатт до 10 милливатт, или 100 дБ

7. В чем разница между линейной матрицей ПЗС МОП и линейной решеткой фотодиодов?
Основное различие между ними — схема считывания выходного сигнала с каждого элемента линейного массива.В устройстве с зарядовой связью (ПЗС) сигнал (заряд) передается от одного элемента к следующему по строке, пока не достигнет конца, где он считывается последовательно с мультиплексированием по времени. В матрице фотодиодов (КПК) сигнал (ток) выводится на уникальном аноде и катоде каждого элемента. Следовательно, сигнал для КПК можно считывать одновременно, а не последовательно и мультиплексировать.

В начало

8. Какова согласованность чувствительности от устройства к устройству?
Соответствие чувствительности от устройства к устройству для элементов нашего каталога указано с 10%.

9. Может ли OSI Optoelectronics предоставить фотодиоды с согласованной чувствительностью?
OSI Optoelectronics за дополнительную плату может предоставить фотодиоды для согласования чувствительности с заданным допуском на определенной длине волны. Свяжитесь с группой приложений для ваших конкретных требований.

Наверх

10. Является ли внешняя часть активной области полностью нечувствительной к свету?
№. Облученный свет на неактивной области, смежной с активной областью, может генерировать небольшой фототок в детекторе.Величина этого сигнала зависит от многих параметров, таких как длина волны излучения, приложенное смещение и количество падающего света на активную область, а также расстояние от активной области.

11. Как уменьшить поглощение света в неактивной области?
Неактивная область кремния также поглощает свет и вносит вклад в общий фототок. Если этот вклад нежелателен, на неактивную область можно нанести металлический экран и / или черный полиамидный слой как часть процесса изготовления полупроводниковой пластины.

Наверх

12. В чем разница между фотопроводящим (ПК) и фотоэлектрическим (PV) режимами?
В фотоэлектрическом режиме фотодиод не работает ни смещения, ни смещения. Он просто действует как солнечный зов, который преобразует свет в электричество. Однако в режиме фотопроводимости фотодиод может быть реверсивно смещен напряжением до указанного максимального обратного напряжения.

13. Какой режим (PV или ПК) я должен использовать для моего приложения?
Применение обратного смещения в режиме ПК вносит дополнительный шумовой ток в генерируемый фототок, тем самым уменьшая отношение сигнал / шум.Следовательно, рассмотрите возможность использования фотодиода в режиме ПК для высокоскоростных приложений (более 350 кГц) и / или в приложениях, требующих широкого динамического диапазона. Для обнаружения слабого сигнала предпочтительным режимом работы является режим PV.

Наверх

14. Как сделать обратное смещение фотодиода?
Обратное смещение фотодиода достигается установкой катода детектора на более высокий электрический потенциал, чем у анода. Другими словами, подача отрицательного напряжения на анод.

15. Какое обратное смещение мне нужно применить?
Применяйте достаточно высокое обратное смещение, чтобы получить полосу пропускания, но достаточно низкое, чтобы избежать риска достижения напряжения обратного пробоя. Увеличение обратного напряжения увеличивает скорость отклика фотодиода за счет уменьшения емкости перехода.

В начало

16. Но как мне узнать, сколько смещения достаточно для работы в определенной полосе пропускания?
Как показывает опыт, необходимое смещение для определенного времени нарастания (или полосы пропускания) можно рассчитать исходя из времени нарастания, указанного для другого напряжения, с помощью следующего соотношения:
Например, если нарастание конкретного фотодиода при -5 В составляет 100 нс, а приложению требуется 45 нс, требуемое смещение составляет около -25 В.Используйте -0,3 В при работе в фотоэлектрическом режиме.

17. Что произойдет, если на фотодиод подано напряжение, превышающее указанное максимальное обратное смещение?
В устройстве может возникнуть пробой обратного смещения, если смещение превышает указанное нами максимальное значение, через устройство будет протекать большой ток, который может привести к разрушению фотодиода. Мы не рекомендуем использовать это устройство таким образом.

Наверх

18. Не приводит ли это к необратимому повреждению фотодиода?
Да.

19. Что произойдет, если фотодиод по ошибке смещен вперед?
Фотодиоды при прямом смещении (положительное напряжение на аноде) со смещением более 0,7 В они будут проводить значительный ток. Если ток превышает определенный пороговый уровень или если время проводимости превышает указанную величину, устройство может быть необратимо повреждено. В собранном виде алюминиевый соединительный провод перегорит, если прямой ток превысит 100 мА.

Вернуться к началу

20.Используется ли определенный тип источника питания для смещения фотодиода?
Стабильный источник постоянного напряжения — это все, что требуется для обратного смещения фотодиода. Требования к источнику тока минимальны, так как устройство вырабатывает собственный ток.

21. Почему для некоторых устройств предусмотрен темновой ток, а для других — шунтирующее сопротивление?
Сопротивление шунта — это в основном темновой ток при измерении с приложенным обратным смещением -10 мВ. Это наклон вольт-амперной характеристики фотодиода при -10 мВ.Выбрано значение -10 мВ, поскольку теоретически при 0 В не должно быть темнового тока. Поскольку в режиме PV к фотодиоду не применяется смещение, темновой ток указывается в форме сопротивления шунта. Поскольку применяется смещение, режим ПК, используется термин темновой ток.

Вернуться к началу

.