|
Yorug'likka sezgir yarim o'tkazgichli dioddir. U fotonlarni yutganda tok hosil qiladi
|
| bet | 2/10 | | Sana | 18.05.2024 | | Hajmi | 1,07 Mb. | | #243316 |
Bog'liq Fotodiod o\'lchash texnikasiPin konfiguratsiyasi
|
anod va katod
|
Elektron belgi
|
Ishlash printsipi
Fotodiod - bu PIN-kod tuzilishi yoki p-n birikmasi . Etarli energiyaga ega foton diodaga tushganda , u elektron - teshik juftligini hosil qiladi. Ushbu mexanizm ichki fotoelektrik effekt sifatida ham tanilgan . Agar yutilish o'tish joyining tükenme mintaqasida yoki undan bir diffuziya uzunligi uzoqlikda sodir bo'lsa, bu tashuvchilar tugash hududining o'rnatilgan elektr maydoni tomonidan tutashgan joydan supurib tashlanadi. Shunday qilib, teshiklar anodga , elektronlar esa katod tomon harakatlanadi va fototokishlab chiqariladi. Fotodiod orqali o'tadigan umumiy oqim qorong'u oqim (yorug'lik yo'qligida hosil bo'ladigan oqim) va fototokning yig'indisidir, shuning uchun qurilmaning sezgirligini maksimal darajada oshirish uchun qorong'u oqimni minimallashtirish kerak.
Birinchi tartibda, berilgan spektral taqsimot uchun fototok nurlanishga chiziqli proportsionaldir .
Fotovoltaik rejim
Fotovoltaik rejimda (nol taraflama ) fotooqim katodga qisqa tutashuv orqali anodga oqib o'tadi. Agar kontaktlarning zanglashiga olib yoki yuk empedansi bo'lsa, bu qurilmadan chiqadigan fototokni cheklaydi, diodni oldinga siljitadigan yo'nalishda kuchlanish paydo bo'ladi, ya'ni katodga nisbatan anod musbat. Agar kontaktlarning zanglashiga olib yoki impedans past bo'lsa, to'g'ridan-to'g'ri oqim fototokning hammasini yoki bir qismini iste'mol qiladi. Ushbu rejim quyosh xujayralari uchun asos bo'lgan fotovoltaik effektdan foydalanadi - an'anaviy quyosh xujayrasi shunchaki katta maydon fotodiodidir. Optimal quvvat chiqishi uchun fotovoltaik hujayra fototokga nisbatan faqat kichik to'g'ri oqimga olib keladigan kuchlanishda ishlaydi.
Fotoo'tkazuvchanlik rejimi
Fotoo'tkazuvchanlik rejimida diod teskari yo'nalishga ega, ya'ni katod anodga nisbatan ijobiy boshqariladi. Bu javob vaqtini qisqartiradi, chunki qo'shimcha teskari yo'nalish tükenme qatlamining kengligini oshiradi, bu birlashmaning sig'imini pasaytiradi va elektronlarning tez to'planishiga olib keladigan elektr maydoni bilan mintaqani oshiradi. Teskari yo'nalish, shuningdek , fototokda ko'p o'zgarmagan holda qorong'u oqim hosil qiladi.
Ushbu rejim tezroq bo'lsa-da, fotoo'tkazuvchanlik rejimi qorong'u oqim yoki ko'chki effektlari tufayli ko'proq elektron shovqinni ko'rsatishi mumkin. [5] Yaxshi PIN diodining oqish oqimi shunchalik past (<1 nA)ki, odatdagi zanjirdagi yuk qarshiligining Jonson-Nyquist shovqini ko'pincha ustunlik qiladi.
Tegishli qurilmalar
Fototransistor yorug'likka sezgir tranzistordir. Fototransistorning keng tarqalgan turi, bipolyar fototranzistor , asosan , yorug'lik baza va kollektor birikmasiga etib borishi uchun shaffof korpusga o'ralgan bipolyar tranzistordir . U 1948 yilda Bell laboratoriyasida doktor Jon N. Shive ( to'lqin mashinasi bilan mashhur ) tomonidan ixtiro qilingan [7] : 205 , lekin u 1950 yilgacha e'lon qilingan. [8] Bazadagi fotonlar tomonidan hosil qilingan elektronlar– kollektor birikmasi bazaga AOK qilinadi va bu fotodiod oqimi tranzistorning joriy daromadi b (yoki h fe ) bilan kuchayadi.). Agar baza va kollektor simlari ishlatilsa va emitent ulanmagan bo'lsa, fototransistor fotodiodga aylanadi. Fototransistorlar yorug'likka nisbatan yuqori sezgirlikka ega bo'lsa-da, ular past yorug'lik darajasini fotodiodlardan yaxshiroq aniqlay olmaydilar. [ iqtibos kerak ] Fototransistorlar ham sezilarli darajada uzoqroq javob vaqtlariga ega. Fototransistorning yana bir turi, dala effektli fototranzistor (fotoFET deb ham ataladi) yorug'likka sezgir maydon effektli tranzistordir. Fotobipolyar tranzistorlardan farqli o'laroq, fotoFETlar eshik kuchlanishini yaratish orqali drenaj manba oqimini boshqaradi.
Solaristor ikki terminalli eshiksiz fototransistordir . Ikki terminalli fototransistorlar yoki solaristorlarning ixcham sinfi 2018 yilda ICN2 tadqiqotchilari tomonidan namoyish etilgan. Yangi kontseptsiya - fotogeneratsiyalangan tashuvchilar oqimida memrezistiv effektdan foydalangan holda quyosh energiyasida ishlaydigan ikkita quvvat manbai va tranzistorli qurilma.
Materiallar
Fotodiodni yaratish uchun ishlatiladigan material uning xususiyatlarini aniqlash uchun juda muhimdir, chunki materialning tarmoqli oralig'i bo'ylab elektronlarni qo'zg'atish uchun etarli energiyaga ega bo'lgan fotonlargina muhim fototoklarni hosil qiladi.
Fotodiodlarni ishlab chiqarish uchun odatda ishlatiladigan materiallar quyidagi jadvalda keltirilgan.
|
| |
