Propesyonal na kaalaman

Kaalaman tungkol sa mga photodiode

2022-05-27
Kahulugan: Isang aparatong semiconductor na nakakakita ng liwanag na may istrukturang p-n o p-i-n.
Ang mga photodiode ay kadalasang ginagamit bilang photodetector. Ang mga naturang device ay naglalaman ng p-n junction at karaniwang may intrinsic na layer sa pagitan ng n at p na mga layer. Tinatawag ang mga device na may intrinsic na layerMga photodiode na uri ng PIN. Ang depletion layer o ang intrinsic na layer ay sumisipsip ng liwanag at bumubuo ng mga pares ng electron-hole, na nag-aambag sa photocurrent. Sa isang malawak na hanay ng kapangyarihan, ang photocurrent ay mahigpit na proporsyonal sa hinihigop na intensity ng liwanag.
Operating mode
Ang mga photodiode ay maaaring gumana sa dalawang magkaibang mga mode:
Photovoltaic mode: Katulad ng solar cell, ang boltahe na ginawa ng aphotodiodemasusukat ang irradiated by light. Gayunpaman, ang relasyon sa pagitan ng boltahe at optical power ay nonlinear, at ang dynamic na hanay ay medyo maliit. At hindi rin ito makakarating sa mga tulin na tulin.
Photoconductive mode: Sa puntong ito, ang isang reverse boltahe ay inilapat sa diode (ibig sabihin, ang diode ay non-conductive sa boltahe na ito sa kawalan ng ilaw ng insidente) at ang resultang photocurrent ay sinusukat. (Ito ay sapat na upang panatilihin ang boltahe malapit sa 0.) Ang pag-asa ng photocurrent sa optical power ay napaka-linear, at ang magnitude nito ay anim na order ng magnitude o mas malaki kaysa sa optical power, hal., para sa isang silicon p-i-n na may isang aktibong lugar ng ilang mm2 Para sa mga photodiode, ang huli ay mula sa ilang nanowatts hanggang sampu-sampung milliwatts. Ang magnitude ng reverse boltahe ay halos walang epekto sa photocurrent at may mahinang epekto sa madilim na kasalukuyang (sa kawalan ng liwanag), ngunit mas mataas ang boltahe, mas mabilis ang tugon at mas mabilis ang pag-init ng aparato.
Ang mga karaniwang amplifier (tinatawag ding transimpedance amplifiers) ay kadalasang ginagamit para sa pre-amplification ng mga photodiode. Pinapanatili ng amplifier na ito ang boltahe na pare-pareho (hal., malapit sa 0, o ilang adjustable na negatibong numero) upang ang photodiode ay gumana sa photoconductive mode. At ang mga kasalukuyang amplifier sa pangkalahatan ay may magagandang katangian ng ingay, at ang sensitivity at bandwidth ng amplifier ay maaaring maging mas balanse kaysa sa isang simpleng loop na binubuo ng isang risistor at isang boltahe na amplifier. Gumagamit ang ilang commercial amplifier setup ng maraming iba't ibang setting ng sensitivity para gawing napaka-flexible ng measurement power sa laboratoryo, para makakuha ka ng malaking dynamic range, mababang ingay, ang ilan ay may mga built-in na display, adjustable bias voltage at signal offset, maaaring i-tune ang mga filter , atbp.
Materyal na semiconductor:
Ang mga karaniwang photodiode na materyales ay:
Silicon (Si): maliit na dark current, mabilis na bilis, mataas na sensitivity sa 400-1000nm range (pinakamataas sa 800-900nm range).
Germanium (Ge): mataas na madilim na kasalukuyang, mabagal na bilis dahil sa malaking kapasidad ng parasitiko, mataas na sensitivity sa hanay na 900-1600nm (pinakamataas sa hanay na 1400-1500nm).
Indium Gallium Arsenide Phosphorus (InGaAsP): Mahal, mababang dark current, mabilis, mataas na sensitivity sa 1000-1350nm range (pinakamataas sa 1100-1300nm range).
Indium Gallium Arsenide (InGaAs): Mahal, mababang dark current, mabilis, mataas na sensitivity sa 900-1700nm range (pinakamataas sa 1300-1600nm range)
Ang saklaw ng wavelength na inilarawan sa itaas ay maaaring labis na lumampas kung ang isang modelo na may mas malawak na spectral na tugon ay gagamitin.
pangunahing katangian:
Ang pinakamahalagang katangian ngphotodiodesay:
Ang pagtugon, na photocurrent na hinati sa optical power, ay nauugnay sa quantum efficiency at depende sa wavelength
Aktibong lugar, ibig sabihin, lugar na sensitibo sa liwanag.
Pinakamataas na pinapahintulutang kasalukuyang (karaniwan ay nililimitahan ng mga epekto ng saturation).
Madilim na kasalukuyang (umiiral sa photoconductive mode, napakahalaga para sa pag-detect ng napakababang intensidad ng liwanag).
Ang bilis, o bandwidth, ay nauugnay sa mga oras ng pagtaas at pagbaba at apektado ng permittivity.
X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept