Fotodiodă, știință, fandomului alimentat de Wikia
Denumire în schema
pixel fotodiodă sau - un receptor de radiații optice care transformă lumina într-o sarcină electrică, datorită proceselor în p-n-tranziție în zona sa fotosensibile.
Fotodiode sunt formate, de exemplu, în matricea (vezi foto). asociate circuitele electronice în sine matrice sau matrice și funcționează photosensors sale funcții numite pixeli. Matricea produs pe periferia plăcii cuprind fotodiode inactiv, exercitarea funcției de proces în plăcile matricelor în timpul operațiilor ulterioare de fabricație fotosenzor produsului principal - un fotosenzor.
Fotodiodă. care se bazează pe efectul fotovoltaic (separarea electronilor și găuri în regiunea P- și n-, datorită cărora se produce încărcătura (EMF)) este o celulă solară. Alte p-n fotodiode, există fotodiode p-in, în care între straturile de strat p și n este izolator i. p-n și p-fotodiode în converti numai lumină în curent electric, dar acesta a spori, în contrast cu fotodiode avalansa si fototranzistori. [1]
Principiul de funcționare al fotodiodă Edit
Schema bloc a fotodiodei. 1 - semiconductor de cristal; 2 - de contact; 3 - concluzii; F - fluxul de radiații electromagnetice; E - o sursă de curent constant; RL - sarcină.
siliciu fotodiodă 10x10mm
Sub influența cuante radiației în baza de date este generată purtători liberi care grăbesc la limita p-n-joncțiune. Lățimea bazei (n-regiune) este astfel încât găurile nu au avut timp să se recombina înainte de a trece la p-regiune. Curentul de fotodiodei este determinată de curentul purtător minoritar - derivă curent. Viteza determinată de viteza de separare a fotodiodei media câmpului p-n-joncțiune capacitate și p-n-tranziție Cp-n
Fotodioda poate funcționa în două moduri:
- fotovoltaic - fără o tensiune externă
- fotodiodă - la o tensiune inversă externă
- ușurința tehnicilor și structurilor de fabricație
- combinație de fotosensibilitate de mare și de viteză
- rezistență mică bază
- inerție redusă
Parametrii și caracteristicile fotodiode Editare
- Sensibilitatea reflectă schimbarea stării electrice la ieșirea diodei în timpul de alimentare a unității de intrare semnal optic. Cantitativ, raportul sensibilitate măsurată modificări în caracteristicile electrice, retrase la ieșirea fotodetector, un flux luminos, sau de radiații, apelantul acesteia. ; - sensibilitatea actuală a fluxului luminos; - voltaicheskaya fluxul de energie sensibilitate
- altele decât semnalul dorit la ieșirea fotodiodei zgomotelor apare semnal haotic cu spectru amplitudine aleatorie și - zgomotul fotodiodă. Ea nu permite să se înregistreze semnale arbitrar mici utile. zgomot fotodiodă constă dintr-un material semiconductor de zgomot și zgomotul de fotoni.
- caracteristică (I-V) dependența de curent a tensiunii de ieșire de la curentul de intrare.
- caracteristicile spectrale ale fotocurentului pe lungimea de undă a luminii incidente pe fotodiodă. Acesta este determinat de decalajul de banda de lungime de undă lungă la lungimi de undă scurte și indicele de absorbție mare efect de recombinare de suprafață a purtătorilor de sarcină crescătoare cu scăderea lungimii de undă a luminii cuante. Aceasta este, limita de sensibilitate undă scurtă depinde de grosimea bazei și viteza de recombinare de suprafață. Poziția maximă în caracteristicile spectrale ale fotodiodei este puternic dependentă de gradul de creștere a coeficientului de absorbție.
- Caracteristicile de lumina ale fotoelectric pe iluminarea corespunde proporționalitatea directă a fotocurentului privind iluminarea. Acest lucru se datorează faptului că grosimea bazei fotodiodă semnificativ mai mică decât lungimea de difuzie a purtătorilor de sarcină minoritari. Asta este, aproape toți transportatorii minoritari care au apărut în baza de date, să participe la formarea fotocurentului.
- constanta de timp este momentul în care fotocurentul fotodiodă este schimbată după iluminare sau după întunecare ori fotodiodă e (63%) în raport cu valoarea la starea de echilibru.
- rezistența la întuneric a rezistenței fotodiodă în absența luminii.
- întârziere
clasificarea Editare
- p-în fotodiodă în structura p-in a zonei-i mediu cuprins între două regiuni ale conductivității opuse. Atunci când o tensiune suficient de mare, ea impregnează i-regiune și purtătorii liberi care au apărut din cauza fotoni când iradiate, sunt accelerați de câmpul electric al p-n intersecții. Acest lucru oferă un câștig în viteză și sensibilitate. Îmbunătățirea performanței în fotodiodă p-in este, deoarece procesul de difuzie se înlocuiește cu sarcinile electrice în derivă într-un câmp electric puternic. Deja la Uobr ≈0.1V fotodiodă p-in-are un avantaj în viteză.
- fotodiodă Schottky (fotodiodă Schottky) structura de metal-semiconductor. La formarea părții structurii electronilor trec din metal semiconductor p-tip.
- Structura fotodiodei avalanșă este folosit defalcare avalanșă. Aceasta se produce atunci când energia depășește energia photocarriers perechilor electron-gol. Foarte sensibil. Pentru a evalua existente de multiplicare koffitsient avalanșă:
Pentru a pune în aplicare multiplicarea avalanșă, trebuie să fie îndeplinite două condiții:
1) electric regiunea de sarcină spațială a câmpului trebuie să fie suficient de mare pentru lungime de cale liberă de electroni marcat de energie mai mare decât decalajul de banda:
2) Lățimea spațiului regiunii de încărcare trebuie să fie substanțial mai mare decât drumul liber:
Valoarea câștigului intern este M = 10-100 in functie de fotodiode tip.
- Fotodiodă cu heterostructuri numit strat heterojunction generat de limita a două semiconductori cu diferite bandgaps. Un strat de p + joacă rolul de „fereastra de primire.“ Tarifele generate în regiunea centrală. Prin alegerea poluprovonikov cu diferite bandgap poate acoperi întreaga gamă de lungimi de undă. Lipsa - complexitate de fabricație.
fotodiodă Aplicarea în optoelectronică Editare
Fotodioda este un element esențial în multe dispozitive optoelectronice complexe, astfel încât acesta este utilizat pe scară largă în multe domenii.
Opto Circuitul integrat poate avea o viteză mare fotodiodă, dar câștigul său fotocurent nu depășește unitatea. Datorită comunicării optice, circuite integrate optoelectronice au o serie de avantaje semnificative. izolare galvanică aproape perfectă a circuitelor de control menținând în același timp între ele o legătură funcțională puternică.
Fotodiode sunt utilizate pe scară largă în optocuploare. Dispozitivele optoelektronnyyh, care reprezintă sursa și detectorul de radiație cu un anumit tip de optice și electrice a comunica între ele, în mod constructiv combinat și plasat într-o singură carcasă. Optocuplorul circuit electronic servește ca un element de cuplare, într-una din unitățile care informațiile sunt transmise optic. Acesta este scopul principal al optocuplor. În cazul în care componentele optocuplor creează un feedback-ul electric. optocuplor poate fi un dispozitiv activ adecvat pentru amplificarea și generarea semnalelor electrice și optice. Principala diferență dintre photocouplers ca elementele de cuplare este utilizat pentru a transfera informații electric fotoni neutre. ceea ce conduce la o serie de avantaje optocuploare, care sunt inerente în toate celelalte dispozitive opto-electronice, în general. Deși optocuploare sunt, desigur, dezavantaje.
În viața de zi cu zi, fotodiode sunt utilizate în dispozitive, cum ar fi dispozitivele CD-ROM. console distantsiannogo camere de control. diverse dispozitive cu senzori care utilizează această tehnologie. Una dintre cele mai importante aplicații - în dispozitive medicale, în special - în dispozitive de tomografie computerizata.
A se vedea. De asemenea, Editare
Note Editare
- ↑ Marii Enciclopedii Sovietice: [30 m.] / Ch. Ed. A. M. Prohorov. - 3rd ed. - Moscova: Enciclopedia sovietică, 1969-1978.