Cтраница 3
Преимущество работы прибора в режиме фотодиода становится очевидным, если мы рассмотрим вольт-амперные характеристики фотодиода. Видно, что ток не зависит от запирающего напряжения, приложенного к диоду, если оно достаточно велико. Поэтому нагрузочное сопротивление во внешней измерительной цепи может быть ( в отличие от фотоэлемента) относительно большим. Падение напряжения на этом сопротивлении не влияет на фототок и на линейную зависимость между фототоком и мощностью падающего излучения. [31]
В рабочем диапазоне обратных напряжений при освещении фотодиода обратные токи практически не зависят от приложенного напряжения, хотя обратная ветвь вольт-амперной характеристики фотодиода в затемненном состоянии может не иметь участка насыщения тока. [33]
![]() |
Экспоненциальное распределение концентрации примеси в базе диода. [34] |
В тонкобазовом фотодиоде с градиентом примеси в базе влияние встроенного поля проявляется в том, что темновой ток дрейфового диода значительно меньше тока диода с однородной базой. Вольт-амперную характеристику дрейфового фотодиода можно представить в обычном виде с учетом того, что обратный ток / 0 и фототек / ф описываются выражениями, зависящими от тянущего поля. [35]
![]() |
Расчет цепи с фотодиодом. [36] |
Так же как при графическом расчете цепей с любыми нелинейными сопротивлениями, и а графике вольт-амперной характеристики нелинейного сопротивления, в данном случае - фотодиодов, строится нагрузочная характеристика. Координаты точки пересечения нагрузочной линии с вольт-амперной характеристикой фотодиода соответствуют искомым величинам. [37]
![]() |
Устройство фототранзистора. [38] |
Первые две из этих схем не отличаются от рассмотренной выше схемы включения р-п перехода в фотодиодном режиме и практического интереса не представляют. Вольт-амперные характеристики эмиттерного и коллекторного переходов аналогичны вольт-амперным характеристикам фотодиода и отличаются друг от друга главным образом потому, что геометрические размеры эмиттерного и коллекторного переходов различны. [39]
Фотогальванический режим соответствует четвертому квадранту. Участок между точками а и б является вольт-амперной характеристикой фотодиода в фотогальваническом режиме. [40]
Принцип действия фотодиодов основан на внутреннем фотоэффекте, состоящем в генерации под действием света электронно-дырочных пар в р-п переходе, в результате чего увеличивается концентрация основных и неосновных носителей заряда в его объеме. Обратный ток фотодиода определяется концентрацией неосновных носителей и, следовательно, интенсивностью облучения. Вольт-амперные характеристики фотодиода ( рис. 57, а) показывают, что каждому значению светового потока Ф соответствует определенное значение обратного тока. Такой режим работы прибора называют фотодиодным. [41]
![]() |
Вольт-амперная характеристика фотодиода ( а, его схематическое изображение ( б. [42] |
Для этого на горизонтальной оси нужно отложить напряжение источника Е, а на вертикальной оси - ток короткого замыкания E / RH. Прямая, соединяющая эти точки, и является нагрузочной прямой. Пересечение нагрузочной прямой с вольт-амперными характеристиками фотодиода позволяет определить напряжение на нагрузке RH. Для этого нужно из точек пересечения восстановить перепендикуляры до пересечения с горизонтальной осью. Эти точки пересечения и дают значение напряжения на нагрузке. [43]
Входная цепь усилителя состоит из двух нелинейных резисторов - фотодиода и сопротивления эмиттерного перехода, включенных в прямом направлении. Для расчета такой цепи надо совместить вольт-амперные характеристики обоих нелинейных резисторов таким образом, чтобы оси напряжений этих характеристик лежали на одной прямой и были направлены встречно. В этом случае координаты точек пересечения вольт-амперных характеристик фотодиода и эмиттерного перехода изображают значения тока в цепи и падения напряжения на ее элементах. [44]
Характеристики в квадранте / соответствуют подключению фотодиода к источнику напряжения в прямом направлении. В квадранте IV изображены характеристики работы фотодиода в фотогальваническом режиме. В квадранте / / / показано семейство вольт-амперных характеристик фотодиода в фотодиодном режиме. Рабочим участком характеристик является область насыщения. [45]