Definisjon: En halvlederenhet som oppdager lys med en p-n- eller p-i-n-struktur. Fotodioder brukes ofte som fotodetektorer. Slike enheter inneholder et p-n-kryss og har vanligvis et iboende lag mellom n- og p-lagene. Enheter med iboende lag kallesPIN-type fotodioder. Uttømmingslaget eller det indre laget absorberer lys og genererer elektron-hull-par, som bidrar til fotostrømmen. Over et bredt effektområde er fotostrømmen strengt proporsjonal med den absorberte lysintensiteten. Driftsmodus Fotodioder kan fungere i to forskjellige moduser: Fotovoltaisk modus: I likhet med en solcelle, er spenningen produsert av enfotodiodebestrålt av lys kan måles. Forholdet mellom spenning og optisk effekt er imidlertid ikke-lineært, og det dynamiske området er relativt lite. Og den kan heller ikke nå topphastigheter. Fotoledende modus: På dette tidspunktet påføres en omvendt spenning til dioden (dvs. dioden er ikke-ledende ved denne spenningen i fravær av innfallende lys) og den resulterende fotostrømmen måles. (Det er tilstrekkelig å holde spenningen nær 0.) Fotostrømmens avhengighet av den optiske kraften er veldig lineær, og dens størrelse er seks størrelsesordener eller mer større enn den optiske effekten, f.eks. for en silisium p-i-n med en aktivt areal på flere mm2 For fotodioder varierer sistnevnte fra noen få nanowatt til titalls milliwatt. Størrelsen på reversspenningen har nesten ingen effekt på fotostrømmen og har en svak effekt på den mørke strømmen (i fravær av lys), men jo høyere spenningen er, jo raskere blir responsen og jo raskere varmes enheten opp. Vanlige forsterkere (også kalt transimpedansforsterkere) brukes ofte til forforsterkning av fotodioder. Denne forsterkeren holder spenningen konstant (f.eks. nær 0, eller et justerbart negativt tall) slik at fotodioden fungerer i fotokonduktiv modus. Og strømforsterkere har generelt gode støyegenskaper, og følsomheten og båndbredden til forsterkeren kan balanseres bedre enn en enkel sløyfe som består av en motstand og en spenningsforsterker. Noen kommersielle forsterkeroppsett bruker mange forskjellige sensitivitetsinnstillinger for å gjøre måleeffekten veldig fleksibel i laboratoriet, slik at du kan få et stort dynamisk område, lav støy, noen har innebygde skjermer, justerbar forspenning og signaloffset, kan være innstilte filtre , etc. Halvledermateriale: Typiske fotodiodematerialer er: Silisium (Si): liten mørk strøm, høy hastighet, høy følsomhet i 400-1000nm-området (høyest i 800-900nm-området). Germanium (Ge): høy mørkestrøm, lav hastighet på grunn av stor parasittisk kapasitans, høy følsomhet i området 900-1600nm (høyest i området 1400-1500nm). Indium Gallium Arsenide Phosphorus (InGaAsP): Dyr, lav mørk strøm, rask, høy følsomhet i området 1000-1350nm (høyest i området 1100-1300nm). Indium Gallium Arsenide (InGaAs): Dyrt, lav mørk strøm, rask, høy følsomhet i 900-1700nm-området (høyest i 1300-1600nm-området) Bølgelengdeområdet beskrevet ovenfor kan overskrides kraftig hvis en modell med bredere spektralrespons brukes. nøkkelegenskaper: De viktigste egenskapene tilfotodioderer: Responsivitet, som er fotostrøm delt på optisk kraft, er relatert til kvanteeffektivitet og avhenger av bølgelengde Aktivt område, dvs. lysfølsomt område. Maksimal tillatt strøm (vanligvis begrenset av metningseffekter). Mørk strøm (finnes i fotokonduktiv modus, veldig viktig for å oppdage svært lave lysintensiteter). Hastighet, eller båndbredde, er relatert til stige- og falltider og påvirkes av permittivitet.
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
