Фотодиоды. Фотодиодомназывают фотогальванический приемник излучения без внутреннего усиле-ния, фоточувствительный элемент которого имеет структуру полупроводникового

Фотодиодом называют фотогальванический приемник излучения без внутреннего усиле-ния, фоточувствительный элемент которого имеет структуру полупроводникового диода. В основу работы фотодиода положена зависимость обратного тока от освещенности.

Фотодиоды используются в фотогальваническом и фотодиодном режимах. Работа в пер-вом режиме основана на фотогальваническом эффекте, связанном с образованием разнос-ти потенциалов (свето-ЭДС) при освещении неоднородного полупроводника. При этом часть валентных электронов получает энергию, достаточную для их перехода в зону про-водимости. В результате в обеих областях увеличивается количество основных и неоснов-ных носителей заряда. Под действием контактной разности потенциалов ЭДП происходит переход неосновных носителей заряда в противоположные области полупроводника, в ре-зультате чего между р- и п -областями возникает контактная разность потенциалов, назы-ваемая фото-ЭДС. Значение фото-ЭДС у селеновых и кремниевых фотодиодов составляет 0,5...0,6 В, у арсенидогаллиевых — до 0,87 В. Следовательно, фотодиоды можно исполь-зовать для получения электрической энергии. Для этих целей изготавливаются специаль-ные фотодиоды с большой площадью ЭДП, которые называются солнечными элементами.

При работе диода в фотогальваническом или фотопреобразовательном режиме он смещается в обратном направлении, и фототок является функцией освещенности (рис.29, а). Вольтамперные характеристики фотодиода в этом режиме подобны коллекторным характеристикам транзистора, включенного по схеме ОБ (рис. 29, б). При этом фототок зависит от сопротивления резистора нагрузки и напряжения внешнего источника.

Фотодиодом называют фотогальванический приемник излучения без внутреннего усиле-ния, фоточувствительный элемент которого имеет структуру полупроводникового диода. В основу работы фотодиода положена зависимость обратного тока от освещенности.

Фотодиоды используются в фотогальваническом и фотодиодном режимах. Работа в первом режиме основана на фотогальваническом эффекте, связанном с образованием разности потенциалов (свето-ЭДС) при освещении неоднородного полупроводника. При этом часть валентных электронов получает энергию, достаточную для их перехода в зону проводимости. В результате в обеих областях увеличивается количество основных и неосновных носителей заряда. Под действием контактной разности потенциалов ЭДП происходит переход неосновных носителей заряда в противоположные области полупроводника, в результате чего между р- и п -областями возникает контактная разность потенциалов, называемая фото-ЭДС. Значение фото-ЭДС у селеновых и кремниевых фотодиодов составляет 0,5...0,6 В, у арсенидогаллиевых — до 0,87 В. Следовательно, фотодиоды можно использовать для получения электрической энергии. Для этих целей изготавливаются специальные фотодиоды с большой площадью ЭДП, которые называются солнечными элементами.

Рис.29. Схема включения фотодиода в фотопреобразовательном режиме (а) и его ВАХ (б).