Fotodióda, a tudomány, a szurkolói powered by Wikia

Rendeltetése a diagramon

Fotodióda pixel vagy - az optikai sugárzás vevő, amely átalakítja a fényt elektromos töltés miatt a folyamatok p-n-átmenet a fényérzékeny terület.

Fotodiódák vannak kialakítva, például a mátrix (lásd fotó). kapcsolódó elektronikus áramkör önmagukban tömbök vagy mátrixok és feladatainak ellátásakor fényérzékelők nevű pixel. Mátrix előállított a lap kerülete tartalmaznak fotodiódák tétlen, teljesítő folyamatjelző a lemezeket a mátrixok során további gyártási műveletek fotoszenzorként fő termék - fotoszenzorként.

Fotodióda. amelynek alapja a fényelektromos hatás (szétválasztása elektronok és lyukak a P- és N- régió, ami miatt a töltés keletkezik (EMF)) egy napelem. További p-n fotodiódák, vannak p-in fotodiódák, amelyben a rétegek között a p- és n- réteg a szigetelő i. p-n és p-in fotodiódák csak átalakítani fényt elektromos áram, de fokozza azt, ellentétben a lavina fotodiódák és a fototranzisztorok. [1]

A működési elve a fotodióda szerkesztése

A blokkdiagramja a fotodióda. 1 - kristály félvezető; 2 - érintkező; 3 - következtetéseit; F - az áramlás az elektromágneses sugárzás; E - egy áramgenerátor; RL - terhelést.

szilícium fotodióda 10x10mm

Hatása alatt a sugárzás mennyisében adatbázisban keletkezik szabad hordozók, hogy rohanás a határ p-n-csomópont. A szélessége a bázis (n-régió) olyan, hogy a lyukak nem volt ideje rekombinálására, mielőtt a p-régió. A jelenlegi A fotodióda úgy határozzuk meg, a kisebbségi töltéshordozó aktuális - sodródás áram. A sebesség által meghatározott sebességét a fotodióda elválasztó média területén p-n-csomópont és a kapacitív p-n-átmenet Cp-n

A fotodióda működhet két módja van:

• fotovoltaikus - anélkül, hogy a külső feszültség
• fotodióda - egy külső zárófeszültség

• egyszerű gyártási technikák és struktúrák
• A magas fényérzékenység és a sebesség
• kis bázis ellenállás
• alacsony tehetetlenségi

Paraméterei és jellemzői fotodióda szerkesztése

• érzékenység változást tükrözi az elektromos állapot kimenet a fotodióda szolgáltatása során az optikai jel bemeneti egységet. Mennyiségileg a érzékenység arány mért változásokat a villamos jellemzőket, visszavonták a fotodetektor kimeneti, a fényáram, vagy sugárzásnak, annak hívó fél. ; - aktuális érzékenysége a fényáram; - voltaicheskaya érzékenység energia áramlását
• zajok más, mint a kívánt jelet a kimenetén a fotodióda tűnik kaotikus jelet véletlenszerű amplitúdóspektrumot és - a zaj a fotodióda. Ez nem teszi lehetővé, hogy regisztrálja tetszőlegesen kis hasznos jeleket. fotodióda zaj áll félvezető anyag a zaj és a foton zajt.

• áram-feszültség jelleggörbe (I-V) függését a kimeneti feszültség a bemeneti áram.
• A spektrális jellemzők a fotoáram hullámhosszának a beeső fény a fotodióda. Ez határozza meg a hosszú hullámhosszú bandgap rövid hullámhosszúságú és a nagy abszorpciós indexe növelő hatása a felületi rekombinációt töltéshordozók csökkenő hullámhosszon fénymennyiség. Azaz, rövidhullámú érzékenységi határ függ a vastagsága a bázis és a felületi re-. Álláspontja maximális spektrális jellemzői a fotodióda erősen függ az emelkedés mértéke az abszorpciós együttható.
• fény jellemzőit fotoáram a megvilágítási megfelel az egyenes arányosság a fényáram a megvilágítás. Ez azért van, mert a vastagsága a fotodióda bázis lényegesen kisebb, mint a diffúziós hossz a kisebbségi töltéshordozók. Azaz, szinte az összes kisebbségi töltéshordozók felmerült az adatbázisban, részt vesz a kialakulását a fényáram.
• időállandó az az idő, amely alatt a fotodióda fotoáram megváltozik a megvilágítás után, vagy azt követően sötétedő fotodióda e szer (63%) képest az állandósult értéket.
• sötét ellenállása fotodióda ellenállás a fény hiánya.
• késés

besorolás szerkesztése

• p-in fotodióda a p-in szerkezet a i-átlagos körülzárt terület közötti két régió ellentétes vezetési. Amikor egy kellően nagy feszültséget, átjárja az i-régiót, és a szabad hordozók amely megjelent miatt fotonok ha besugárzott, felgyorsulnak az elektromos mező által a p-n átmenetek. Ez ad egy nyereség sebesség és érzékenység. Teljesítmény növelésére a p-in fotodióda van, mert a diffúziós folyamat helyébe a sodródás elektromos töltések erős elektromos mező. Már Uobr ≈0.1V p-in fotodióda van egy előnye a sebesség.

Előnyök: 1) nyújthat érzékenységet a hosszú hullámhosszú részét a spektrum szélességének változtatásával az i-régiót. 2) nagy érzékenységű és sebesség 3) alacsony üzemi feszültség Urab Hátrányai: komplexitás pochucheniya nagy tisztaságú I-régió

• Schottky fotodióda (fotodióda Schottky) fém-félvezető szerkezetet. A formáció a szerkezet része az elektronok át a fém a félvezető p-típusú.

• A szerkezet a lavina fotodióda használjuk lavina bontást. Ez akkor fordul elő, amikor az energia meghaladja az energia a photocarriers az elektron-lyuk párok. Nagyon érzékeny. Hogy értékelje a meglévő koffitsient lavina szorzás:
  
  Ahhoz, hogy hajtsák végre a lavina szorzás, két feltételnek kell teljesülnie:
  1) Az elektromos tértöltési a mező nagynak kell lennie ahhoz, hogy szabad úthossza elektron szerzett energia nagyobb, mint a bandgap:
  2) A tértöltési szélessége kell lennie, lényegesen nagyobb, mint az átlagos szabad úthossz:
  
  Az érték a belső nyereség M = 10-100 típusától függően fotodiódák.

• Fotodióda a heterostructure nevezett heterojunction réteg keletkezett határán két félvezetők különböző bandgaps. Az egyik réteg p + szerepet tölt be a „fogadási ablak”. Generált díjak a központi régióban. Azáltal poluprovonikov különböző bandgap tudja fedni a teljes körű hullámhosszon. Hiánya - komplexitás.

Alkalmazás fotodióda a optoelektronikai szerkesztése

A fotodióda szerves része számos komplex optoelektronikai eszközök, így széles körben használják számos területen.

Az optoelektronikai integrált áramkör lehet egy fotodióda nagy sebességgel, de a nyereség photocurrent nem haladja meg az egységet. Köszönhetően az optikai kommunikáció, optoelektronikai integrált áramkörök számos jelentős előnye van. Majdnem tökéletes galvanikus leválasztás a vezérlő áramkörök, miközben közöttük erős funkcionális kapcsolatot.

Fotódiódák széles körben használják a optocsatolók. optoelektronnyyh eszközök, amelyek a forrás és a sugárzás detektor egy bizonyos fajta optikai és elektromos összeköttetést közöttük, konstruktívan egyesítjük és helyezzük egy közös házban. Az elektronikus áramkör optocsatoló szolgál összekötőelem, az egyik egység az információt továbbítják optikailag. Ez a fő célja az optocsatoló. Ha az alkatrészek az optocsatoló létrehoz egy elektromos visszacsatolás. A optocsatoló lehet egy aktív eszköz alkalmas amplifikációs és generációs elektromos és optikai jeleket. A fő különbség Optocsatolók, mint az összekapcsoló elemek átviteléhez használt információk elektromosan semleges fotonok. ami egy sor optocsatolók előnyök, melyek velejárói az összes többi opto-elektronikai eszközök általában. Bár optocsatolók, természetesen hátrányai.

A mindennapi életben, fotodiódák használnak eszközöket, például CD-ROM eszközöket. konzolok distantsiannogo kamerák. különböző érzékelő készülékek ezzel a technológiával. Az egyik fontos alkalmazások - orvosi eszközök, különösen - az eszközök komputertomográfia.

Lásd. Szintén szerkesztése

Megjegyzések szerkesztése

1. ↑ Nagy Szovjet Enciklopédia: [30 m.] / Ch. Ed. A. M. Prohorov. - 3rd ed. - Moszkva: Szovjet Enciklopédia, 1969-1978.