Definícia: Polovodičové zariadenie, ktoré detekuje svetlo so štruktúrou p-n alebo p-i-n. Fotodiódy sa často používajú ako fotodetektory. Takéto zariadenia obsahujú p-n spojenie a zvyčajne majú vnútornú vrstvu medzi n a p vrstvami. Zariadenia s vnútornými vrstvami sú tzvfotodiódy typu PIN. Depléčná vrstva alebo vnútorná vrstva absorbuje svetlo a vytvára páry elektrón-diera, ktoré prispievajú k fotoprúdu. V širokom rozsahu výkonu je fotoprúd presne úmerný intenzite absorbovaného svetla. Prevádzkový režim Fotodiódy môžu pracovať v dvoch rôznych režimoch: Fotovoltaický režim: Podobne ako pri solárnom článku, napätie produkované afotodiódamožno merať ožiarené svetlom. Vzťah medzi napätím a optickým výkonom je však nelineárny a dynamický rozsah je relatívne malý. A tiež nemôže dosiahnuť maximálnu rýchlosť. Fotovodivý režim: V tomto bode sa na diódu privedie spätné napätie (tj dióda je pri tomto napätí nevodivá v neprítomnosti dopadajúceho svetla) a meria sa výsledný fotoprúd. (Stačí udržiavať napätie blízko 0.) Závislosť fotoprúdu na optickom výkone je veľmi lineárna a jeho veľkosť je o šesť rádov alebo viac väčšia ako optická sila, napr. pre kremík p-i-n s aktívna plocha niekoľko mm2 V prípade fotodiód sa táto pohybuje od niekoľkých nanowattov až po desiatky miliwattov. Veľkosť spätného napätia nemá takmer žiadny vplyv na fotoprúd a má slabý vplyv na tmavý prúd (pri nedostatku svetla), ale čím vyššie napätie, tým rýchlejšia je odozva a tým rýchlejšie sa zariadenie zahrieva. Bežné zosilňovače (tiež nazývané transimpedančné zosilňovače) sa často používajú na predzosilnenie fotodiód. Tento zosilňovač udržuje napätie konštantné (napr. blízko 0 alebo nejaké nastaviteľné záporné číslo), takže fotodióda pracuje vo fotovodivom režime. A prúdové zosilňovače majú vo všeobecnosti dobré šumové vlastnosti a citlivosť a šírka pásma zosilňovača môžu byť lepšie vyvážené ako jednoduchá slučka pozostávajúca z odporu a napäťového zosilňovača. Niektoré komerčné nastavenia zosilňovačov používajú mnoho rôznych nastavení citlivosti, aby bol merací výkon v laboratóriu veľmi flexibilný, takže môžete získať veľký dynamický rozsah, nízky šum, niektoré majú vstavané displeje, nastaviteľné predpätie a posun signálu, možno vyladiť filtre , atď. Polovodičový materiál: Typické materiály fotodiód sú: Kremík (Si): malý tmavý prúd, vysoká rýchlosť, vysoká citlivosť v rozsahu 400-1000nm (najvyššia v rozsahu 800-900nm). Germánium (Ge): vysoký temný prúd, pomalá rýchlosť vďaka veľkej parazitnej kapacite, vysoká citlivosť v rozsahu 900-1600nm (najvyššia v rozsahu 1400-1500nm). Indium Gallium Arsenide Fosphorus (InGaAsP): Drahý, nízky temný prúd, rýchly, vysoká citlivosť v rozsahu 1000-1350nm (najvyššia v rozsahu 1100-1300nm). Indium-gallium arzenid (InGaAs): Drahý, nízky temný prúd, rýchly, vysoká citlivosť v rozsahu 900-1700nm (najvyššia v rozsahu 1300-1600nm) Vyššie popísaný rozsah vlnových dĺžok môže byť značne prekročený, ak sa použije model so širšou spektrálnou odozvou. kľúčové vlastnosti: Najdôležitejšie vlastnostifotodiódysú: Odozva, ktorá je fotoprúd delená optickou silou, súvisí s kvantovou účinnosťou a závisí od vlnovej dĺžky Aktívna oblasť, t.j. oblasť citlivá na svetlo. Maximálny prípustný prúd (zvyčajne obmedzený saturačnými efektmi). Temný prúd (existuje vo fotovodivom režime, veľmi dôležitý pre detekciu veľmi nízkej intenzity svetla). Rýchlosť alebo šírka pásma súvisí s časom vzostupu a poklesu a je ovplyvnená permitivitou.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
