Фотодиод, полупроводниковый диод, обладающий свойством односторонней фотопроводимости при воздействии на него оптического излучения. Ф. представляет собой полупроводниковый кристалл обычно с электронно-дырочным переходом (р–n-переходом), снабженный 2 металлическими выводами (один от р-, другой от n-области) и вмонтированный в металлический или пластмассовый защитный корпус. Материалами, из которых выполняют Ф., служат Ge, Si, GaAs, HgCdTe и др.
Различают 2 режима работы Ф.: фотодиодный, когда во внешней цепи Ф. содержится источник постоянного тока, создающий на р–n-переходе обратное смещение, и вентильный, когда такой источник отсутствует. В фотодиодном режиме Ф., как и фоторезистор, используют для управления электрическим током в цепи Ф. в соответствии с изменением интенсивности падающего излучения. Возникающие под действием излучения неосновные носители диффундируют через р–n-переход и ослабляют электрическое поле последнего. Фототок в Ф. в широких пределах линейно зависит от интенсивности падающего излучения и практически не зависит от напряжения смещения. В вентильном режиме Ф., как и полупроводниковый фотоэлемент, используют в качестве генератора фотоэдс.
Основные параметры Ф.: 1) порог чувствительности (величина минимального сигнала, регистрируемого Ф., отнесённая к единице полосы рабочих частот), достигает 10-14 вт/гц1/2; 2) уровень шумов – не свыше 10-9 а; 3) область спектральной чувствительности лежит в пределах 0,3–15 мкм; 4) спектральная чувствительность (отношение фототока к потоку падающего монохроматического излучения с известной длиной волны) составляет 0,5–1 а/вт; 5) инерционность (время установления фототока) порядка 10-7–10-8 сек. В лавинном Ф., представляющем собой разновидность Ф. с р–n-cтруктурой, для увеличения чувствительности используют т. н. лавинное умножение тока в р–n-переходе, основанное на ударной ионизации атомов в области перехода фотоэлектронами. При этом коэффициент лавинного умножения составляет 102–104. Существуют также Ф. с р–i–n-cтруктурой, близкие по своим характеристикам к Ф. с р–n-cтруктурой; по сравнению с последними они обладают значительно меньшей инерционностью (до 10-10 сек).
Ф. находят применение в устройствах автоматики, лазерной техники, вычислительной техники, измерительной техники и т.п.
Режим работы
Фотодиод может работать в фотодиодном и гальваническом режиме.
В фотодиодном режиме p-n переход смещается обратным напряжением величина которого зависит от конкретного фотодиода от единиц до сотни вольт, чем больше смещение тем быстрее он будет работать, и больше токи через него будут течь.
Недостаток фотодиодного режима в том, что с ростом обратного тока, в последствии увеличения напряжения или освещения, увеличивается уровень шумов, а уровень полезного сигнала в целом остается постоянным, считается, что в этом режиме диод имеет меньшую постоянную времени.
В фотогальваническом режиме к диоду не прикладывается ни какое напряжение, он сам становится источником ЭДС с большим внутренним сопротивлением.
Недостаток фотогальванического режима заключается в ослаблении полезного сигнала с ростом уровня паразитной засветки но уровень шумов не растет, остается постоянным.
Фотодиодная схема включения.
Приведенная схема включения фотодиода является универсальной и подходит для тестирования и выбора, применительно к окончательной схеме своей конструкции.
Изменяя положение подстроечного резистора, в приведенной схеме, можно протестировать и выбрать оптимальный режим работы фотодиода.
Изменяя сопротивление резистора от минимального до максимального, можно подобрать наилучший режим смещения на фотодиоде.
Вывернув резистор на минимум, замкнув подвижный контакт на землю, мы переведем схему в фотогальванический режим.
Можно попробовать работу фотодиода и в прямом смещении (он все равно будет реагировать на свет), для этого надо поменять схему включения, перевернув диод.
Сопротивление в 50 Ком, не должно дать повредить фотодиод, а по переменной составляющей оно оказывается включенным параллельно с нагрузкой (меньше 5 КОм), и полезный сигнал практически не ослабляет. Конденсатор избавляет нас от постоянной составляющей. Если мы принимаеи импульсный сигнал то от постоянной составляющей, которая меняется в зависимости от фоновой засветки, лучше избавится сразу, смысла ее усиливать нет.
Еще одна стандартная схема включения фотодиода показана на рисунке.
В данной установке для уменьшения влияния шумов и наводок в схему добавлены буферные конденсаторы в цепи питания, накопительный конденсатор С3 и интегрирующая цепочка R2С4 на выходе.
C1- электролитический конденсатор большой ёмкости С = 100 мкФ, С2 - быстрый керамический 0,1 мкФ, С3, С4 - керамические по 100 пФ, R1 - 8 кОм, R2- 5,6 кОм.
Нагрузкой для достижения максимального быстродействия должен быть или каскад с общей базой или быстродействующий операционник включенный по схеме преобразователя ток-напряжение. Эти усилители имеют минимальное входное сопротивление.
СОДЕРЖАНИЕ:
Понятие и устройство фотодиода ……………………………………………1
Режим работы……………………………………………………………………………..2
Фотодиодная схема включения…………………………………………………………2 Список литературы:
1.Забродин Ю.С. Промышленная электроника: Учебник для вузов. – М.: Высш. Школа, 1982.
Сайт: www.elektronika-nsu
Другие работы по теме:
Трансформаторы и асинхронные двигатели
Назначение, устройство и принцип действия однофазного и трёхфазного трансформаторов, коэффициент трансформации, обозначение зажимов обмоток. Устройство и принцип работы асинхронного двигателя, соединение обмоток статора. Устройство магнитных пускателей.
Изучение контактов и магнитных пускателей
Устройство и принцип работы, неисправности и способы их устранения у контакторов переменного тока и магнитных пускателей. Назначение элементов контактора. Замыкающие и размыкающие контакторы для переключения в цепях управления, блокировки и сигнализации.
Фотодиод в оптоэлектронике
Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н.Г.ЧЕРНЫШЕВСКОГО Кафедра физики
Телевизоры марки 3УСЦТ
Телевизор рассчитан на прием телевизионных программ, передаваемых в метровом и дециметровом диапазонах по стандартам СЕКАМ D,K и ПАЛ D,K и выпускается с устройством ДУ.
Фильтр
Отмывка ионообменного материала от регенерационного раствора и продуктов регенерации производится в направлении сверху вниз. Фильтры ионитные параллельно-точные первой ступени для Н-катионирования представляют собой вертикальный однокамерный цилиндрический аппарат, состоящий из корпуса, нижнего и верхнего распределительных устройств, трубопроводов, запорной арматуры, пробоотборного устройства и фильтрующей загрузки.
Форма государства
Рассмотреть форму государства это значит изучить его составные части, структуру, методы осуществления государственной власти
работа
Темой работы является анализ и процесса записи и воспроизведения фотографических фонограмм
Волоконно-оптические системы передачи данных
Задача 1 Определить затухание (ослабление), дисперсию, полосу пропускания и максимальную скорость передачи двоичных импульсов в волоконно-оптической системе с длиной секции L (км), километрическим (погонным) затуханием (ослаблением) (дБ/км) на длине волны излучения передатчика 0 (мкм), ширине спектра излучения 0,5 на уровне половины максимальной мощности излучения.
Устройства оптоэлектроники
Выбор диода, выполняющего заданную функцию, его маркировка и характеристики, схема включения и принцип работы. Схема включения полевого транзистора с общим истоком в динамическом режиме. Преимущества и недостатки некоторых устройств оптоэлектроники.
Основы оптоэлектроники. Классификация оптоэлектронных устройств
Ознакомление с оптоэлектронными приборами - устройствами, в которых при обработке информации происходит преобразование электрических сигналов в оптические и обратно. Оптрон - основной элемент оптоэлектроники. Принцип действия инжекционного светодиода.
Выпрямительные диоды
Содержание Введение 3 §1. Выпрямительные диоды 4 §2. Стабилитроны 9 §3. Варикапы 12 §4. Светодиоды 15 §5. Фотодиоды 18 Список литературы 23 Введение Диод (от др.-греч. δι - два и -од из слова электрод) - двухэлектродный электронный прибор, обладает различной проводимостью в зависимости от направления электрического тока.
Волоконно-оптические системы передачи данных
Определение затухания (ослабления), дисперсии, полосы пропускания, максимальной скорости передачи двоичных импульсов в волоконно-оптической системе. Построение зависимости выходной мощности источника оптического излучения от величины электрического тока.
Разработка устройства лазерного дистанционного управления
Разработка устройства, срабатывающего при освещении фотоприемника-светодиода лазерной указкой с расстояния до 3 м. Схема приемника подаваемых лазерной указкой сигналов. Печатная плата устройства и размещение элементов на ней. Расчет делителей напряжения.
Принцип действия фотодиода
Полупроводниковый фотодиод — это полупроводниковый диод обратный ток которого зависит от освещенности. Обычно в качестве фотодиода используют полупроводниковые диоды с р-п переходом, который смещен в обратном направлении внешним источником питания. При поглощении квантов света в р-n переходе или в прилегающих к нему областях образуются новые носители заряда.
Бохай
Введение 1 История 2 Государственное устройство и культура Введение Бохай (кит. 渤海) или Пархэ (кор. 발해) (698—926), — первое государство тунгусо-маньчжуров, располагавшееся на территории Маньчжурии, Приморского края, и в северной части Корейского полуострова. В 926 году Бохай было завоёвано киданями.
Уйгурское идыкутство
Введение 1 Создание 2 Государственное устройство 3 Экономика 4 Взаимоотношение с другими государствами 5 Союз с монголами 6 Упадок Введение Уйгурское Турфанское идыкутство, Уйгурское государство Идыкутов, Уйгурское государство Кочо — феодальное государство в Восточном Туркестане. Образовалась в результате распада Уйгурского каганата.
Гражданское устройство духовенства
Кюре приносит присягу на верность Конституции. Изображение на тарелке 1790 года Гражданское устройство духовенства (фр. Constitution civile du clergй) — новый церковный порядок, принятый во время Великой французской революции.
Периферийные устройства устройства ввода
Text Text Graphics Разрешающая способность (ppi – pixels per inch)– количество распознаваемых точек (пикселей) на дюйм Разрешающая способность (ppi – pixels per inch)– количество распознаваемых точек (пикселей) на дюйм Скорость сканирования – показатель быстродействия, который равен времени, затрачиваемому на обработку одной строки изображения Размеры сканируемого листа (область сканирования) Разрядность битового представления – определяет количество цветов или оттенков серого, которые может воспринимать сканер Graphics
Виды модемов
Моде́м (аббревиатура, составленная из слов улятор- одулятор) — устройство, применяющееся в системах связи и выполняющее функцию модуляции и демодуляции. Модулятор осуществляет модуляцию несущего сигнала, то есть изменяет его характеристики в соответствии с изменениями входного информационного сигнала, демодулятор осуществляет обратный процесс.
Иордания
Общие сведения и политическое устройство.
Уильямс Фредерик
Английский инженер-электротехник. Изобрел запоминающее устройство на катодно-лучевых индикаторных трубках, которое ознаменовало собой начало компьютерной эры.
Стибиц (Stibitz) Джордж
Стибиц (Stibitz) Джордж, американский математик, создатель одного из первых электромеханических вычислительных устройств - двоичного сумматора.
Бэббидж Чарльз
В начале 19 века Чарльз Бэббидж сформулировал основные положения, которые должны лежать в основе конструкции вычислительной машины принципиально нового типа.
Тьюринг (Turing) Алан Матисон
Тьюринг (Turing) Алан Матисон (1912 — 54) — гениально одаренный английский математик. В возрасте 24 лет написал работу "О вычислимых числах", которой суждено было сыграть исключительно важную роль в развитии вычислительной математики.