Fotodioodide tööpõhimõte
Oct 08, 2024| Fotodioodid, kui võtmeseade, mis teisendab optilised signaalid elektrilisteks signaalideks, mängivad tänapäevases elektroonilises tehnoloogias üliolulist rolli. Kommunikatsioonist, pildistamisest kuni anduritehnoloogiani on fotodioodide rakendamine üldlevinud, viies revolutsioonilise arengu kaasaegsesse tehnoloogiasse.
Fotodioodide tööpõhimõte põhineb peamiselt fotoelektrilisel efektil ja PN -ristmiku põhimõttel. Fotoelektriline efekt viitab nähtusele, kui valgust teatud ainetele kiiritatakse, neelavad nende ainete sisesed elektronid footonite energiat, mille tulemuseks on üleminekud ja elektroniaukude paaride moodustumine. Fotodioodides ilmneb see fotoelektriline efekt PN -i ristmike piirkonnas.
PN -ristmik on fotodioodi põhistruktuur, mis koosneb p - tüüpi pooljuht ja n - tüüp semiconductor. PN -ristmikul, kuna aukude levitamine p - tüüp semiconductor N - tüüpi semiconductor ja elektronid n {- tüüpi semiconductor kuni p- tüüpi semiconductor, form {{7 {}. Selle ehitatud - suund elektrivälja punktides N -st P -ni, hoides ära aukude ja elektronide edasise leviku, moodustades sellega PN ristmike liideses väga õhukese kahanemiskihi.
Kui valgust kiiritatakse fotodioodi PN -ristmikule, imenduvad footonid aatomid või molekulid kahanemiskihis, põhjustades elektronide ülemineku valentsusribalt juhtivusribale, tootes elektroniaukupaare. Ehitatud - elektrivälja toimimisel liiguvad elektronid N piirkonna poole ja augud liiguvad P -piirkonna poole, moodustades sellega foto indutseeritud elektromotoorse jõu PN ristmiku mõlemal küljel. Selle foto indutseeritud elektromotoorse jõu suurus on otseselt võrdeline langeva valguse intensiivsusega.
Fotodioodi toimimise ajal on tavaliselt vaja sellele vastupidist eelarvamuse pinget rakendada. Selle põhjuseks on asjaolu, et vastupidine eelarvamuste pinge võib veelgi suurendada ehitatud - mõju elektriväljale, muutes foto genereeritud elektromotoorse jõu selgemaks. Samal ajal võib tagurpidi nihkepinge pärssida ka tumedat voolu (st nõrgavool, mis genereeritakse valgust), parandada tundlikkust ja signaali - kuni - fotodioodide mürasuhet.