Фотодиод

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
Фотодиод
Photodiode-closeup.jpg
Принцип на работа Фотоелектричен ефект
Символично означение
Photodiode symbol bg.svg

Фотодиодът представлява полупроводников диод, който е в състояние да преобразува светлината в електрически ток чрез фотоелектричен ефект на p-n-прехода. Друга дефиниция е полупроводников високочувствителен нискоинерционен преобразувател на светлинни сигнали в електрични.

Фотодиодът е полупроводников диод, чийто ток се управлява от осветлението. Създаването му като уред е резултат от изследванията върху зависимостта на изправителното действие на контакта метал-полупроводник от осветлението. През 50-те години за направата на фотодиоди започват все повече да се използват p-n преходи в Ge, Si, InSb и др. полупроводникови материали (фиг. 1).

Активният материал на фотодиодите е направен от силиций (за видимия светлинен спектър и за инфрачервена светлина с дължина на вълната до 1000 nm) или германий (за инфрачервено лъчение с дължина на вълната до около 1800 nm) както и от други полупроводникови материали. Съществуват и изработки за средния инфрачервен спектър с дължина на вълната 5-20 µm (CdTe-, Ge:Au-диоди), но те се нуждаят от дълбоко охлаждане (с течен азот) поради фоновото топлинно излъчване при по-висока температура, което понижава ефективността на работата им.

Устройство[редактиране | edit source]

Тъй като светлината трябва да попадне върху p-n-прехода, същият се намира зад прозрачен електрод (напр. от цинков оксид). Горният n-дотиран слой трябва също така да е много тънък, за да не абсорбира падащата светлина. Често пред същинския фотодиоден слой се намира прозрачен прозорец, служещ като предпазител против механични повреди или фотодиодът е монтиран в прозрачна отливка.

Функция[редактиране | edit source]

Начин на действие[редактиране | edit source]

Fotodiode

Фотодиодите могат да се използват в три различни работни режима:

  • при наличието на напрежение U>0 и ток I<0, фотодиодът произвежда електрическа енергия (слънчева батерия). Без товар фотодиодът е наситен и напрежението се стреми към една максимална стойност, която почти не зависи от интензитета на светлината. При падащо напрежение токът нараства и от своя страна се стреми към една гранична стойност.
  • при липса на напрежение U=0 и ток I<0 (късо съединение), фотодиодът произвежда ток, който е пропорционален на количеството светлина в доста обширен светлинен диапазон.
  • напрежение U<0 и ток I<0. При прилагане на обратно напрежение токът е пропорционален на осветеността.

Вижте също[редактиране | edit source]