Фотодіод

Фотодіо́д — це приймач оптичного випромінювання, який перетворює падаюче на його фоточутливу область світло в електричний заряд за рахунок процесів в p-n-переході. Його можна класифікувати як напівпровідниковий діод, в якому використовується залежність його вольт-амперної характеристики від освітленості.

Принцип роботи

Коли фотон, що має достатню енергію, потрапляє на фотодіод, в останньому відбувається внутрішній фотоефект: фотон збуджує електрон з матеріалу діода, таким чином створюючи пару носіїв заряду: вільний електрон і позитивно заряджену дірку. Якщо поглинання відбувається в області збіднення напівпровідника, ці нові носії виносяться з області її власним електричним полем. Завдяки цьому дірки рухаються до анода, а електрони до катода, і виникає фотострум. Струм фотодіода як діода визначається струмом неосновних носіїв (дрейфовий струм).

Параметри та характеристики

чутливість
еквівалентна потужність шуму (англ. noise-equivalent power)
вольт-амперна характеристика
спектральна характеристика
темновий рівень струму
інерційність

Режими включення

Фотодіод може працювати в двох режимах:

фотогальванічний (також: фотовентильний, генераторний, англ. photovoltaic mode) - без зовнішньої напруги
фотодіодний (також: діодний, англ. photoconductive mode) - із зовнішньою зворотною напругою

Модифікації

p-i-n фотодіод

Між p- та n- областями протилежних типів провідності додається середня i-область з ізолятора. Переваги:

є можливість забезпечення чутливості в довгохвильовій частині спектру за рахунок зміни ширини i-області
висока чутливість і швидкодія
мала робоча напруга

Недоліки:

технологічна складність отримання високої чистоти i-області