Фотосопротивления используются в системах оптического переключения

Дырки имеют короткое время жизни, поэтому ими можно пренебречь. Фотосопротивления используются в системах оптического переключения, световой охранной сигнализации и фотографических экспонометрах.

Рассмотрим фотодетекторы с pn-переходом. Существуют два класса полупроводниковых фотодетекторов с pn-переходом: фотодиод и фототранзистор. Наиболее распространенный тип – фотодиод (рисунок 2); pinфотодиод – наиболее широко используемый прибор.

При взаимодействии фотона, обладающего достаточной энергией, с материалом детектора образуется электрон-дырочная пара. Поле pnперехода разделяет эти носители заряда в направлении соответствующих электродов. Уравнение идеального диода, справедливое для любого диода с pnпереходом, имеет вид:

,

где ID – ток диода, IS – ток насыщения диода, e – элементарный заряд электрона, VD –разность потенциалов между электродами диода.

Эквивалентная схема для фотодиода показана на рисунке 3; источники внутреннего шума опущены. Фототок iP, возникший вследствие поглощения фотонов, может быть выражен как

(число пришедших фотонов/сек)×(эффективность преобразования)×(заряд электрона),

а через мощность падающего света его можно выразить в виде:

(мощность падающего света)×

.

Алгебраически это можно записать в виде формулы:

,

где η – квантовая эффективность, обозначающая число возникающих электронов на один падающий фотон, e – элементарный заряд электрона, P– интенсивность падающего света в Вт·м­2, A – площадь поверхности в м2, ħ – постоянная Планка и c – скорость света.

Но не весь генерируемый фототок iPдостигает электродов диода. Из структуры эквивалентной схемы диода (рисунок 2) по закону Кирхгофа для токов следует

.                                                 (1)

Отметим, что прямой выходной ток смещения есть – iвых, так что возрастание интенсивности света, вызывающее увеличение iP, приводит к уменьшению прямого

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector