Фоточувствительные приборы

Система обозначений светодиодов

Применяемая ранее система обозначений светодиодов аналогична используемой для маркировки обычных диодов, но в качестве второго элемента записывалась буква Л (АЛ307Б, 3Л361А). В настоящее время она сохранилась для инфракрасных светодиодов, а для приборов видимого свечения используется другая. Первым элементом является буква К (для приборов общепромышленного применения), либо он отсутствует, если изделие предназначено для использования в специальной аппаратуре. Второй элемент – комбинация букв ИП (индикатор полупроводниковый), далее буква, классифицирующая прибор по виду отображаемой информации: Д – единичные индикаторы, М – мнемонические (разной формы), Г – графические (в виде набора светящихся точек), Ц – цифровые (в виде сегментов), В – буквенно-цифровые, Т – школьные и т.п. Затем идет число, обозначающее разновидность прибора, далее буква, определяющая значение параметров и через чёрточку либо только буква, обозначающая цвет свечения (К – красный, Л – зелёный, Ж – жёлтый, Р – оранжевый, Г – голубой, М – многоцветный), либо в дополнение к ней ряд цифр, характеризующих особенности индикатора, например (КИПДО5А-Л, ИПЦ09А-7К).

Фотодиод представляет собой полупроводниковый прибор, p-n переход которого открыт для действия внешнего излучения. Если к выводам полупроводникового диода не подключены внешние источники напряжений, то переход находится в равновесном состоянии. При этом разность потенциалов на выводах диода равна нулю, а на границе раздела слоев полупроводника существует внутреннее электрическое поле, обусловленное контактной разностью потенциалов, препятствующее перемещению основных носителей через p-n переход.

Под действием электромагнитного излучения (при освещении), в объеме перехода может происходить разрыв связей электронов с атомами – генерация электронно-дырочных пар. Такое явление называется внутренним фотоэффектом, так как образовавшиеся под воздействием освещённости носители остаются в области кристалла.

Внутреннее поле p-n перехода будет перемещать образовавшиеся дырки в p-область, а электроны в n-область полупроводника, разделяя генерируемые носители. При этом на внешних краях полупроводниковых слоев появится разность потенциалов («+» на аноде диода, «–» на его катоде) и на величину этой разности уменьшится высота потенциального барьера p-n перехода.

Генерируемая фотодиодом, под действием света, разность потенциалов, называется фото-э.д.с. Ее величина возрастает при увеличении светового потока (рис. 6.4). Направление электрического поля, создаваемого фото э.д.с., противоположно направлению поля контактной разности потенциалов. Когда эти величины сравняются, суммарное поле окажется равным нулю и новые порции генерируемых носителей, останутся в области перехода так как исчезнет сила, вызывающая их перемещение. Это приводит к тому, что фото э.д.с. при любой освещенности не превысит внутренней, контактной разности потенциалов.

Рис. 6.4. Зависимость фото-э.д.с. и фототока диода

от светового потока.

Если выводы диода замкнуты накоротко, то при освещении p-n перехода по проводнику потечет электрический ток, вызванный наличием нескомпенсированных носителей в областях полупроводниковых слоев. Электроны начнут перемещаться в р - область, а дырки в n полупроводник. При этом по внешней цепи потечет электрический ток, который называется фототоком. Он будет поддерживаться за счет энергии внешнего светового излучения, расходуемой на разделение зарядов в области p-n перехода.

Фототок , возрастает практически пропорционально световому потоку (рис. 6.4), и в отличие от фото ЭДС не имеет участка насыщения.

Таким образом, фотодиод может служить в качестве генератора э.д.с. или тока, т.е. выполнять функции преобразователя световой энергии в электрическую. На этом принципе основано действие солнечных преобразователей (батарей). Такой режим работы фотодиода называется вентильным.

Дата добавления: 2014-01-06