'

“Фотоприемники: фотосопротивления, фотодиоды, фототранзисторы”

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

“Фотоприемники: фотосопротивления, фотодиоды, фототранзисторы” Зелемоткин А.В.


Слайд 1

Фотоприемники – это полупроводниковые приборы, регистрирующие оптическое излучение и преобразующие оптический сигнал на входе в электрический сигнал на выходе фотодетектора.


Слайд 2

Статистические параметры фотоприемников: Если на выходе фотоприемника изменяется ток, то фотоприемник характеризуется токовой чувствительностью Si. Токовая чувствительность – величина, характеризующая изменение тока, снимаемого с фотоприемника при единичном изменении мощности падающего оптического излучения:


Слайд 3

Если регистрируемый сигнал на выходе фотоприемника - напряжение, то вводят понятие вольтовая чувствительность – как величина, показывающая, на сколько изменится напряжение на выходе фотоприемника, при единичном изменении мощности падающего лучистого потока:


Слайд 4

К фотоприемникам относятся: Фотодиоды Фоторезисторы Фототранзисторы P-I-N Фотодиоды


Слайд 5

Процессы лежащие в основе действия фотоприемников: Генерация носителей под действием внешнего излучения. Перенос носителей и умножение за счет того или иного механизма, характерного для данного прибора. Взаимодействие тока с внешней цепью, обеспечивающее получение выходного сигнала.


Слайд 6

Фотодетекторы должны обладать высокой чувствительностью и быстродействием низким уровнем шумов иметь малые размеры низкие управляющие напряжения и токи.


Слайд 7

Фотодиоды Принцип действия: под действием оптического излучения образуется электронно-дырочная пара и в области пространственного заряда p-n перехода резко возрастает обратный ток фотодиода. Схема фотодиода:


Слайд 8

Рассмотрим фотодиод на основе р-п перехода


Слайд 9

ВАХ фотодиода Iтемн=Io (e?Vg - 1) Io = q*Lp*Pno /tp + q*Ln*Npo/tn


Слайд 10

При освещении фотодиода происходит генерация электронно-дырочных пар. Во всем проводнике изменяется концентрация неосновных носителей, следовательно возрастает дрейфовая компонента тока, а диффузионная не меняется. ?N,?P>>Pno,Npo ?N,?P<<Nno,Ppo IФ = q*Lp*?P /tp + q*Ln*?N/tn = I?PE +I?NE


Слайд 11

Полный ток в фотодиоде I = IФ + Iтемн Фототок от напряжения не зависит. Область поглощения светового потока должна принадлежать промежутку (-Lp,n;Lp,n) ВАХ сдвигаются эквидистантно.


Слайд 12


Слайд 13

Расчет полного тока In - обусловлена равновесными и избыточными электронами в р-области Iг - обусловлена термо- и фотогенерацией электронно-дырочных пар в области пространственного заряда p-n перехода Iр - обусловлена дырками в n-области Iт - плотность темнового тока Iф - добавка за счет действия оптического излучения Вклад в In и Ip дают те носители, которые не рекомбинируют с основными носителями и достигают за счет диффузии p-n перехода.


Слайд 14

Фоторезистор Фоторезистор - это пластина полупроводника, на противоположных концах которого расположены омические контакты. Схема фоторезистора:


Слайд 15

Поток внутри полупроводника: Фо - падающий поток R - коэффициент отражения a - коэффициент поглощения Sф - площадь


Слайд 16

Работа фоторезистора характеризуется: 1. Квантовой эффективностью (усиление) Поскольку концентрация изменяется по закону: где T -время релаксации, то коэффициент усиления по току выражается:


Слайд 17

2. Время фотоответа: зависит от времени пролета. Обычно у фоторезистора время ответа больше, чем у фотодиода, поскольку между контактами большое расстояние и слабое электрическое поле.   3. Обнаружительная способность.


Слайд 18

P-I-N Фотодиод P-I-N Фотодиод построен на обычном p-i-n диоде. Эти приборы являются наиболее распространенными, так как толщину обедненной области можно сделать такой, что обеспечивается оптимальная квантовая эффективность и быстродействие.


Слайд 19

Фототранзистор Фототранзистор дейсвует также как и остальные фотодетекторы, однако транзисторный эффект обеспечивает усиление фототока. По сравнению с фотодиодом фототранзистор более сложен в изготовлении и уступает ему в быстродействии (из-за большей площади).


Слайд 20

Устройство и эквивалентная схема: Переход база - коллектор играет роль чувствительного элемента. На рисунке он показан в виде диода с параллельно включенной емкостью, имеет большую площадь


Слайд 21

Фототранзистор особенно эффективен, так как обеспечивает высокий коэффициент преобразования по току(50% и более). В режиме работы с плавающей базой фотоносители дают вклад в ток коллектора в виде фототока Iph. Кроме того, дырки фотогенерируемые в базе, приходящие в базу из коллектора, уменьшают разность потенциалов между собой и эмиттером, что приводит к инжекции электронов через базу в коллектор. Общий ток:


×

HTML:





Ссылка: