И В. С. Ямпольсний о основы автоматики и электронно- вычислительной техники нститутов

Фотодиоды. При облучении полупроводника фотонами с энергией, большей или равной ширине запрещенной зоны (hv^&E), в нем генерируются электронно-дырочные пары. Так как световое излуче­ние сильно поглощается в полупроводнике, то образование элект-' ронов и дырок происходит на небольшой глубине от облучаемой поверхности. Если вблизи места генерации электронно-дырочных пар имеется р — я-переход, то свободные носители заряда, диф­фундируя, попадают в его поле и разделяются им: дырки пере­брасываются в p-область, а электроны — в n-область. В результате между выводамй облучаемого р—я-перехода, называемого в этом случае фотодиодом, возникает фотоЭДС. Величина фотоЭДС не может превышать контактной разности потенциалов р—л-перехода и составляет обычно 0,5—0,8 В.
Две возможные конструкции фотодиодов схематически показаны на рисунке 2.8. Недостаток первой конструкции (рис. 2.8, а) — небольшая поверхность облучения, ширина которой не может быть сделана больше длины свободного пробега диффундирующих элек­тронов (L_n) и дырок (L_p). Во втором случае (рис. 2.8, б) можно получить большую рабочую поверхность, но теперь толщина осве­щаемой области диода не должна превышать длину свободного пробега.
Условное обозначение фотодиода показано на рисунке 2.8, в, а на рисунке 2.8, г представлено семейство вольт-амперных характе­ристик' кремниевого фотодиода. Фотодиоды могут работать как без

внешнего напряжения (фотогенераторный режим), так и при внеш­нем напряжении обратного смещения (фотодиодный режим). В обоих режимах работы фототок пропорционален освещенности фотодиода.
Статический коэффициент преобразования (чувствительность) фотодиодов, равный отношению фототока к освещенности, около 0,1 мкА/лк. При скачкообразном изменении освещенности фото- ЭДС изменяется за время от единиц до сотен наносекунд (для разных типов диодов).