Definice: Polovodičové zařízení, které detekuje světlo se strukturou p-n nebo p-i-n. Fotodiody se často používají jako fotodetektory. Taková zařízení obsahují p-n přechod a obvykle mají vnitřní vrstvu mezi n a p vrstvami. Zařízení s vnitřními vrstvami se nazývajífotodiody typu PIN. Depleční vrstva nebo vnitřní vrstva absorbuje světlo a vytváří páry elektron-díra, které přispívají k fotoproudu. V širokém rozsahu výkonu je fotoproud přesně úměrný intenzitě absorbovaného světla. Pracovní režim Fotodiody mohou pracovat ve dvou různých režimech: Fotovoltaický režim: Podobně jako u solárního článku, napětí produkované afotodiodaozářené světlem lze měřit. Vztah mezi napětím a optickým výkonem je však nelineární a dynamický rozsah je relativně malý. A také nemůže dosáhnout maximální rychlosti. Fotovodivý režim: V tomto bodě se na diodu přivede zpětné napětí (tj. dioda je při tomto napětí nevodivá v nepřítomnosti dopadajícího světla) a změří se výsledný fotoproud. (Stačí udržovat napětí blízké 0.) Závislost fotoproudu na optické mohutnosti je velmi lineární a její velikost je o šest řádů nebo více větší než optická mohutnost, např. pro křemík p-i-n s aktivní plocha několik mm2 U fotodiod se tato pohybuje od několika nanowattů do desítek miliwattů. Velikost zpětného napětí nemá téměř žádný vliv na fotoproud a má slabý vliv na temný proud (při nedostatku světla), ale čím vyšší napětí, tím rychlejší odezva a rychlejší zahřívání zařízení. Pro předzesilování fotodiod se často používají běžné zesilovače (také nazývané transimpedanční zesilovače). Tento zesilovač udržuje napětí konstantní (např. blízko 0 nebo nějaké nastavitelné záporné číslo), takže fotodioda pracuje ve fotovodivém režimu. A proudové zesilovače mají obecně dobré šumové vlastnosti a citlivost a šířku pásma zesilovače lze lépe vyvážit než jednoduchá smyčka skládající se z rezistoru a napěťového zesilovače. Některé komerční zesilovače používají mnoho různých nastavení citlivosti, aby byl výkon měření v laboratoři velmi flexibilní, takže můžete získat velký dynamický rozsah, nízký šum, některé mají vestavěné displeje, nastavitelné předpětí a offset signálu, lze ladit filtry , atd. Polovodičový materiál: Typické materiály fotodiod jsou: Křemík (Si): malý temný proud, vysoká rychlost, vysoká citlivost v rozsahu 400-1000nm (nejvyšší v rozsahu 800-900nm). Germanium (Ge): vysoký temný proud, pomalá rychlost díky velké parazitní kapacitě, vysoká citlivost v rozsahu 900-1600nm (nejvyšší v rozsahu 1400-1500nm). Indium Gallium Arsenide Fosphorus (InGaAsP): Drahý, nízký temný proud, rychlý, vysoká citlivost v rozsahu 1000-1350nm (nejvyšší v rozsahu 1100-1300nm). Indium Gallium Arsenide (InGaAs): Drahý, nízký temný proud, rychlý, vysoká citlivost v rozsahu 900-1700nm (nejvyšší v rozsahu 1300-1600nm) Výše popsaný rozsah vlnových délek může být značně překročen, pokud je použit model s širší spektrální odezvou. klíčové vlastnosti: Nejdůležitější vlastnostifotodiodyjsou: Odezva, která je fotoproud dělená optickým výkonem, souvisí s kvantovou účinností a závisí na vlnové délce Aktivní oblast, tedy oblast citlivá na světlo. Maximální přípustný proud (obvykle omezený saturačními efekty). Temný proud (existuje ve fotovodivém režimu, velmi důležitý pro detekci velmi nízké intenzity světla). Rychlost neboli šířka pásma souvisí s časy vzestupu a poklesu a je ovlivněna 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
