Optronik texnologiyaning fizik asoslari Optokupllarning elementar bazasi va qurilmasi

P f min \u003d / D (2.9)

bu erda A - fotosensitiv sohaning maydoni; D f - foto signal kuchaytirgichining ish chastotalari diapazoni. Boshqacha aytganda, D parametri fotodetektorning sifati omili rolini o'ynaydi.

Shakl 4. Fotodiod (a) va fotoventil (b) diodlarning ish rejimlarida o'lchash sxemalari va oqim kuchlanishining tavsifi.

Optokupllarga nisbatan qo'llanilganidek, keltirilgan barcha xususiyatlar bir xil ahamiyatga ega emas. Qoida tariqasida, optokupllarda fotodetektorlar poligrafiyadan juda uzoq bo'lgan nurlanishlarda ishlaydi, shuning uchun P f min va D parametrlaridan foydalanish deyarli foydasiz. Strukturaviy ravishda, optokupldagi fotodetektor odatda botirishda "chuqurchaga" tushadi. uni emitentga ulaydigan vosita, shuning uchun kirish oynasining optik xususiyatlarini bilish o'z ma'nosini yo'qotadi (qoida tariqasida, bunday deraza mavjud emas). Fotosurat sezgirligi bo'yicha sezgirlik taqsimotini bilish juda muhim emas, chunki integral effektlar qiziqish uyg'otadi.

Biz pn birikmasi va p-inli tuzilishi bo'lgan planar-epitaksial fotodiodlardan foydalanib, fotovoltaik effektga asoslangan fotodetektorlarning ishlash mexanizmini ko'rib chiqamiz, unda siz n + substrat, n- yoki i tipli bazani tanlashingiz mumkin (zaif o'tkazuvchanlik n - tip) va ingichka p + -lar. Fotodiod rejimida ishlaganda (4a-rasm), tashqi kuchlanish kuchlanish harakatlanuvchi teshiklar va elektronlarning p - n (p - i) chorrahasini tark etadi; bu holda, ko'rib chiqilayotgan ikki struktura uchun kristaldagi maydon taqsimoti surati keskin farq qiladi.

Diyotning asosiy mintaqasida so'rilgan yorug'lik nurlanishi p - n birikmasiga tarqaladigan elektron-teshik juftlarini hosil qiladi, ular tomonidan ajratiladi va tashqi kontaktlarning zanglashiga olib keladi. P - i - n diodalarda bu ajralish i-o6 mintaqasi sohasida sodir bo'ladi va diffuziya jarayoni o'rniga zaryad tashuvchilar elektr maydoni ta'siri ostida cho'kadi. P - n birikmasidan o'tadigan har bir hosil qilingan elektron teshik juftligi tashqi zanjir orqali elektronning zaryadiga teng bo'lgan zaryadni keltirib chiqaradi. Diyotning nurlanishi qancha ko'p bo'lsa, fotosurat shunchalik ko'p bo'ladi. Fotosurat, shuningdek, diyot oldinga yo'nalishda harakat qilganda ham oqadi (4a-rasm), ammo past kuchlanishlarda ham u to'g'ridan-to'g'ri oqimdan ancha past bo'ladi, shuning uchun uni tanlash qiyin.

Fotodiodning oqim - kuchlanish xarakteristikasining ish maydoni, rasmdagi uchinchi chorak. 4 a; Shunga ko'ra, joriy sezgirlik eng muhim parametrdir.

(2.10) dagi ikkinchi tenglik I f \u003d f (P f) chiziqli bog'liqlik taxminida, uchinchisi - qorong'u oqim e'tiborsiz qolganda olinadi (I T).<< I Ф), что для кремниевых фотодиодов обычно выполняется.

Agar siz fotodiodni tashqi tarafga yo'naltirmasdan yoritib beradigan bo'lsangiz, u holda hosil bo'lgan elektron va teshiklarni ajratish jarayoni p - n birikmasining o'ziga o'rnatilgan maydonining harakati tufayli davom etadi. Bunday holda, teshiklar p-mintaqaga oqib chiqadi va p - n birikmasining o'rnatilgan maydonini qisman qoplaydi. Muayyan yangi muvozanat (berilgan qiymat uchun: P f) yaratiladi, unda f ff d U f diodning tashqi terminallarida paydo bo'ladi. Agar siz yoritilgan fotodiodni biron bir yukga yopib qo'ysangiz, u foydali elektr quvvatini beradi P e.