Conceptul și construcția unei fotodiode

Conceptul și construcția unei fotodiode

O fotodiodă, o diodă semiconductoare cu proprietatea fotoconductivității unilaterale atunci când este expusă radiației optice. F. cip semiconductor este, de obicei, o joncțiune electron-gol (p-n-tranziție) prevăzut cu două borne metalice (unul dintre p, celălalt al n-regiune) și montat într-un metal sau un înveliș protector din material plastic. Materialele din care sunt realizate FA sunt Ge, Si, GaAs, HgCdTe și altele.







Sunt 2 Modul F. fotodiodă, atunci când circuitul extern F. conține sursa de curent constant pentru generarea p-n-tranziție inversă prejudecată, iar supapa când această sursă nu este disponibilă. În modul fotodiodă, fotoconductorii, precum fotorezistul, sunt utilizați pentru a controla curentul electric în circuitul F. în funcție de modificarea intensității radiației incidente. Transportatorii minoritari care decurg din radiația difuză prin intersecția pn și slăbesc câmpul electric al celui din urmă. Fotocurentul în feromagneți într-o gamă largă depinde liniar de intensitatea radiației incidentale și este practic independent de tensiunea de polarizare. În modul poarta, un fotocurrent, ca o fotocelule semiconductoare, este folosit ca un generator de foto-emf.

Parametrii principali ai AF sunt: ​​1) pragul de sensibilitate (valoarea semnalului minim înregistrat de AF, raportată la o unitate a benzii de frecvență de operare) ajunge la 10-14 W / Hz -1/2; 2) nivelul de zgomot - nu mai mult de 10-9 a; 3) regiunea de sensibilitate spectrală se situează în intervalul 0,3-15 μm; 4) sensibilitatea spectrală (raportul fluxului fotografic la fluxul de radiație monocromatică incidentă cu o lungime de undă cunoscută) este 0,5-1 a / w; 5) inerția (timpul de stabilire a fluxului fotografic) este de ordinul 10-7-10-8 sec. În avalanșă, care este o varietate de fononi cu o structură p-n, pentru a crește sensibilitatea, folosiți așa-numitele. Înmulțirea avalanșelor curentului în joncțiunea pn, bazată pe ionizarea în șoc a atomilor din regiunea de tranziție a fotoelectronului. Factorul de multiplicare avalanșelor este 102-104. Există, de asemenea, FA cu structură p-i-n, apropiată de caracteristicile lor cu F. cu p-n-structură; în comparație cu cele din urmă, au o inerție mult mai mică (până la 10-10 sec).







F. găsirea aplicației în dispozitive de automatizare, tehnologie laser, tehnologie de calcul, echipamente de măsurare etc.

Fotodioda poate funcționa în modul fotodiodă și galvanic.

În modul fotodiodă n-p joncțiune inversă tensiune părtinitoare a cărei valoare depinde de fotodioda particular de la unități la sute de volți, cu atât mai mare deplasarea mai repede va rula, și mai mult curent va curge prin ea.
Modul fotodiodă Lipsa este faptul că odată cu creșterea curentului invers, ulterior creșterea tensiunii sau a nivelului de iluminare crește nivelul de zgomot și semnalul util rămâne în general constantă, se consideră că, în acest mod diodă are o constantă de timp mai mic.

În modul fotovoltaic, nu se aplică tensiune la diodă, ea însăși devine o sursă de EMF cu o rezistență internă mare.
Dezavantajul regimului fotovoltaic este slăbirea semnalului util cu creșterea nivelului de iluminare parazitară, dar nivelul zgomotului nu crește, rămâne constant.

Schema de conectare fotodiodă.

Schema de comutare a fotodiodelor de mai sus este universală și potrivită pentru testare și selecție, cu referire la proiectul final al designului său.
Prin schimbarea poziției rezistenței de reglare, în diagrama de mai sus, este posibilă testarea și selectarea modului optim de funcționare a fotodiodei.
Prin schimbarea rezistenței rezistorului de la minim la maxim, puteți selecta cel mai bun mod de deplasare de pe fotodiodă.
Întorcând rezistența la minim, închizând contactul mobil la sol, vom traduce circuitul în modul fotovoltaic.
Puteți încerca lucrul unei fotodiode și al unui prejudiciu înainte (va reacționa în continuare la lumină), pentru aceasta este necesar să schimbați circuitul de comutare prin rotirea diodei.
Rezistența la 50 Kom nu trebuie să deterioreze fotodioda, dar în componenta variabilă se activează în paralel cu sarcina (mai mică de 5 KΩ), iar semnalul util practic nu slăbește. Condensatorul elimină componenta constantă. Dacă primim un semnal de impuls, atunci dintr-o componentă constantă, care variază în funcție de iluminarea de fundal, este mai bine să scapi de ea imediat, nu este sens să o amplificați.

O altă schemă standard pentru comutarea pe o fotodiodă este prezentată în figură.
În această instalație, condensatoarele tampon în circuitul de alimentare, un condensator de stocare C3 și un lanț de integrare R2C4 la ieșire sunt adăugate la circuit pentru a reduce influența zgomotului și a interferențelor.
C1- condensator electrolitic mare capacitate C = 100 uF, un C2 - rapid ceramic 0.1 uF, C3, C4 - ceramic 100 pF, R1 - 8 ohmi, R2- 5,6 kohm.

Sarcina pentru obținerea performanțelor maxime ar trebui să fie fie o cascadă cu o bază comună, fie un opamp de mare viteză conectat printr-un circuit de convertizor de curent. Aceste amplificatoare au o rezistență minimă la intrare.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: