2 курс 1 часть / электроника / лекции / Электроника УрТИСИ +
.pdf
Фотодиод
На основании соотношения для тока можно определить выходное напряжение.
UВЫХ = φT ℓn (1 + IФ – Iр-n ) I0
Соотношение описывает ВАХ фотодиода
171
Фотодиод
Вольт-амперные характеристики фотодиода
I
Uобр |
|
U |
|
• |
ПР |
Ф=0 |
I0 |
|
|
|
|
Ф*> 0 |
• |
|
|
|
|
Ф** > Ф* |
IФ |
|
|
|
Ф – интенсивность (мощность) светового потока.
172
Фотодиод
Обычно фотодиод работает с внешним источником напряжения
фотодиодный режим.
|
|
Ф |
|
IФ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Е |
+ |
|
|
|
RН |
UН |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Е = UН + UФД |
|
|
||
• |
191 |
|
Фотодиод
фотодиодный режим
Е = UН + UФД
UОБР |
UТ |
UФД |
Е |
|
|
Ф=0 |
|
IТ |
Ф > 0 |
• |
IФ |
|
РТ |
|
Е/RH
Iобр
•
192
Фотодиод
Работа фотодиода в генераторном режиме
Если к выводам фотодиода подключить сопротивление, то потечет ток Iф = -Si·Ф.
|
|
|
|
|
UХХ |
|
Ф |
|
UФ |
|
U |
|
|
|
|
• |
ПР |
(-) |
+ |
Ф=0 |
|
|
|
|
|
|
|||
n+ |
Е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IФ |
R |
IФ |
• РТ |
|
|
UФ=R∙IФ |
Ф>0 • |
R |
|
IКЗ |
|||
IФ |
|||
|
|||
|
|
193
Фотодиод
На сопротивлении выделится напряжение UФ=R∙IФ.
При R →∞ I = 0
имеем UХХ – напряжение холостого хода, при R → 0 U = 0
имеем IКЗ – режим короткого замыкания.
Условию 0 < R < ∞ соответствует положение рабочей точки, для которой определены IФ, UФ и мощность РФ = IФ∙UФ.
Максимальной мощности РФ соответствует оптимальная нагрузка, для которой
UФопт ≈ 0.35 ÷ 0.45 В.
194
Фотодиод
Таким образом фотодиод является:
-приемником (датчиком) оптического излучения,
-прямым преобразователем энергии оптического излучения в энергию электрического тока.
Основные параметры фотодиодов -Интегральная чувствительность Si = IФ/Ф, -Темновой ток IT,
- диапазон длин волн принимаемого излучения.
195
Фотодиод
Обозначение фотодиодов
ФД
ФД24К – фотодиод, разработка 24, разновидности К.
Имеет интегральную чувствительность
Si = 0,25 мкА/люкс.
Темновой ток составляет 10-2 ÷ 1 мкА
196
Фотодиод
Внешний вид фотодиодов
197
2.17 Светоизлучающие диоды (СИД)
Светодиод — это полупроводниковый прибор, преобразующий энергию электрического тока непосредственно в энергию светового излучения.
По-английски светодиод называется light emitting diode, или LED.
При рекомбинации электронов и дырок в области p-n-перехода возникает излучение, если нарушается равновесное распределение электронов.
198