Приемники без p-n перехода.

К этому типу относятся приборы с использованием фотопроводимости, они называются фоторезисторами. В них используется принцип генерации электронно-дырочных пар в материале при его освещении, при этом электроны переходят в зону проводимости, уменьшая объемное сопротивление материала.

Наиболее часто для видимой области спектра подобные приборы изготавливают на основе керамической подложки (основной компонент – окись алюминия (*Al₂O₃), покрытая слоем сульфида или селенида кадмия). * - α, β, γ (γ – самый твердый).

Подобные преобразователи относительно дешевы, работают при любом направлении тока, могут выдерживать высокие напряжения и имеют высокий уровень рассеиваемой мощности. Их основной недостаток – инерционность, постоянная времени для селенида кадмия – 10 мс, а сульфида кадмия – 100 мс.

Фоторезисторы обладают также гистерезисом. Это означает, что проводимость ячейки зависит от интенсивности и продолжительности предыдущего облучения. Эффект гистерезиса наиболее заметен при низких световых уровнях.

Приборы на p-n переходе.

Фотодиоды. В отсутствии освещения фотодиод ведет себя как обычный диод, но по мере роста освещения возможны несколько режимов работы.

Режим работы фотодиода, самостоятельно.

В отсутствии освещения через p-n переход с обратным смещением течет очень малый ток, который называется «темновым» током. Падающий свет создает электронно-дырочные пары в p-n – переходе и они переносятся через p-n – переход внешним смещением. Фотодиод характеризуется электронной эмиссией на квант света или квантовым выходом. У нормально работающего фотодиода квантовый выход составляет 95%. Шумы, генерируемые в фотодиоде, выражаются через эквивалентную мощность шумов. Она представляет собой количество света необходимое, чтобы обеспечивать сигнал эквивалентный уровню шумов. Диодные шумы возрастают с увеличением площади p-n – перехода, поэтому вводится дополнительная характеристика, называемая обнаружительной способностью. Она определяется, как эквивалентная мощность шумов отнесенная на единицу активной поверхности.

Фотодиоды изготавливаются из кремния и могут иметь несколько различных структур:

1. p-i-n-диоды: в них между p и n областями находится дополнительный промежуточный слой, это позволяет снизить емкость p-n перехода и увеличить быстродействие.

2. Лавинные фотодиоды, работающие на принципе быстрого, лавинного размножения электронов под действием света. Используются, как счетчики фотонов. Их недостаток – относительно высокий уровень шумов.

3. Диоды Шотки. Используются в фотоприемниках с большой поверхностью. Недостаток не могут использоваться при высоких температурах и высоких уровнях облучения.

Фототранзисторы.

Фототранзисторы можно рассматривать, как фотодиод, соединенный с усилительным транзистором. Он формируется, как часть коллекторного p-n перехода транзистора с обратным смещением. Этот переход должен иметь большую площадь для увеличения его эффективности, как фотоприемника. Чувствительность фототранзистора в 100-1000 раз больше, чем у фотодиода, но поскольку темновой ток, также усиливается, то отношение сигнала к шуму не улучшается. Быстродействие фототранзистора меньше, чем у фотодиода. Это связано частично с наличием паразитной емкости на переходе коллектор-база.