Вольтамперная характеристика фотодиода

Вольтамперная характеристика (ВАХ) фотодиода - зависимость тока через него от величины внешнего приложенного напряжения определенным образом связана с уровнем освещенности. Если p-n переход не освещен, то ВАХ фотодиода будет идентична соответствующей характеристике обычного диода (график на рис. 6.5 для = 0).

Рис. 6.5. Вольтамперные характеристики фотодиода.

При подаче обратного напряжения через фотодиод будет протекать так называемый темновой ток , определяемый, как и для обычного диода, соотношением , где – ток насыщения, – температурный потенциал, - приложенное напряжение.

При освещении запертого диода в объеме его p-n перехода и прилегающих областях станут генерироваться пары носителей. Они будут увлекаться внешним электрическим полем к краям полупроводниковых слоев и через диод потечет обратный ток где – темновой ток, – фототок, создаваемый носителями, генерируемыми под действием освещенности.

Так как величина фототока пропорциональна световому потоку , то с ростом освещенности обратная ветвь ВАХ фотодиода будет смещаться вниз. Данный режим работы фотодиода (при обратном смещении p-n перехода) называется фотодиодным. Если зафиксировать обратное напряжение, то в этом режиме фотодиод может служить датчиком освещенности, так как обратный ток практически пропорционален ее величине.

При напряжении на фотодиоде равном нулю, что соответствует его короткому замыканию, через внешнюю цепь будет протекать ток короткого замыкания (фототок).

Когда полярность напряжения меняется на прямую, то внешнее электрическое поле включается встречно с полем фото э.д.с., что вызывает уменьшение потока носителей через p-n переход и соответственно снижение обратного тока. При некоторой его величине, называемой напряжением холостого хода , ток через диод прекратится. Численно величина напряжения равна разности потенциалов при освещении разомкнутого диода, так как и в первом и во втором случаях ток во внешней цепи равен нулю.

С ростом отпирающей разности потенциалов, через диод потечет прямой ток, зависимость которого от напряжения аналогична соответствующей для обычного диода.

Дата добавления: 2014-01-06