Fotodiodlar. Fotodiodların iş prinsipləri haqqında anlayış

Fotodiodlar. Fotodiodların iş prinsipləri haqqında anlayış.

Fotodiodlar –fotoqəbuledicilərdə yarımkeçirici diodların fotohəssaslıq elementlərinin saxlaya bilməsi və fotoqalvanik efektin həssas olması əsasında yaranır.

Fotodiodların sadə quruluş formasını nəzərdən keçirək.

Tutaq ki, şüalanma istiqamətlənmişdir perpendikulyar olaraq p-n keçid səthinin üzərinə. Nəticədə fotonların enerjiləri üçün sönmə artır. Bu halda p-bazasının dərinliyindən təxminən x₀ səthi üzərində keçiricilər yaranır, və elektron deşiklərdə cüt foton daşıyıcıları meydana gəlir. Həmin bu foton daşıyıcıları n bazasının dərinliyini keçərək p oblastından w oblastının sonuna çataraq bir-birinin ardınca nizamlı keçid qaydasını yerinə yetirə bilmədiyi vəziyyəti alır və çatır p-n keçidinin sərhəddinə. Hətta yaranmış deşiklərdən keçirlər n oblastına. Beləliklə bizə aydın oldu ki, foton daşıyıcıları belə p-n keçidində şərti olaraq əsas daşıyıcılar sayılmır.

Fotodiodların keyfiyyəti normal şüalanmanın köməyi ilə fotocərəyanın nizamlı və effektli olması ilə təyin olunur. Əgər biz p-n keçidində daxili fotoeffektə nəzər salaq, şüa dəstəsinin eyni çəkidə və eyni vəziyyətdə olmasını göstərək. Fərz edək ki, şüalanma dəstəsi yəni yoxdur.

Bu halda Fermi bərabərliyi iki oblast üçün diffuziya yaradan cərəyan p-n keçidindən keçərək cərəyan daşıyıcıları yaradır. Diodların sərbəst halda quruluş vəziyyətinin dəyişmə səbəbi, p-n keçidində verilmiş gərginlikdir. (+ p oblastı, - n oblastı yüklənir) daxili mütənasiblik divarı azalır. Dağıntı nəticəsində diffuziya yaratmış cərəyan, p-n keçidində lazımi böyük gərginliyin qiymətini təyin edir.

Fotodiod rejimi

Yüksək həssaslıq şüasını almaq üçün, fotodiod diffuziyasını yaradan cərəyan mütləq aşağı olmalıdır. Ona görədə fotodiod xarici gərginliksiz işləyir (fotoqalvanik rejimdə) və yaxud xarici gərginliyin vasitəsi ilə (fotodiod rejimində) işləyir.

Fotoqalvanik rejim üçün birləşmə sxeması

Fotoqalvanik rejimdə xarici gərginlik iştirak etmir. Fotodiod burada işləyir generatorla, yəni foto EDS ilə. Burada fotodiod cərəyanı

(1-12)

Fotoqalvanik rejimdə cərəyanı yerləşdirdikdə isə

Burada fotodiod cərəyan bərabərdir.

(1-13)

- cərəyan fotodaşıyıcıları (Fotocərəyan)

- p-n keçid cərəyanı

U- dioddakı gərginlik

R – ağırlıq müqaviməti

J₀ – p-n keçidində istilik cərəyanı

- temperatur mütənasibliyi

-p-n keçidində volt-amper xassəsi