И солнечные батареи ПРЕЗЕНТАЦИЮ ПОДГОТОВИЛИ СТУДЕНТЫ 3-ЕГО КУРСА ГРУППЫ 21303 ЗУБЕНКО А.А. и ПОЯРКОВ Р.А. - презентация

1 и солнечные батареи ПРЕЗЕНТАЦИЮ ПОДГОТОВИЛИ СТУДЕНТЫ 3-ЕГО КУРСА ГРУППЫ ЗУБЕНКО А.А. и ПОЯРКОВ Р.А.

2 Схема фотодиода: Контакт к р-области должен быть либо прозрачным, либо в форме кольца или гребенки Расчет полного тока: In - обусловлена равновесными и избыточными электронами в р-области Iг - обусловлена термо- и фотогенерацией электронно- дырочных пар в области пространственного заряда p-n перехода Iр - обусловлена дырками в n-области Iт - плотность темнового тока Iф - добавка за счет действия оптического излучения Вклад в In и Ip дают те носители, которые не рекомбинируют с основными носителями и достигают за счет диффузии p-n перехода.

3 ВОЛЬТАМПЕРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФОТОДИОДА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ УРОВНЯХ ОСВЕЩЕНИЯ 1. Фе(0) = 0 2. Фе(0) = Фе1(0) 3. Фе(0) = Фе2(0) Фе2 больше Фе Si 2. - Ge Примеры спектральных характеристик:

4 P-I-N Фотодиод P-I-N Фотодиод построен на обычном p-i-n диоде. Эти приборы являются наиболее распространенными, так как толщину обедненной области можно сделать такой, что обеспечивается оптимальная квантовая эффективность и быстродействие. P-I-N Фотодиод построен на обычном p-i-n диоде. Эти приборы являются наиболее распространенными, так как толщину обедненной области можно сделать такой, что обеспечивается оптимальная квантовая эффективность и быстродействие. Электронно-дырочные пары, создаваемые в обедненной области или не расстоянии диффузионной длины от нее, разделяются электрическим полем, и через обедненную область идет ток (вследствие дрейфа носителей). Для увеличения высокочастотности диодов можно: 1. Использовать просветляющую оптику. 2. Выбирать угол падения. 3. Использовать многократное отражение.

5

6 Фотдиоды - полупроводниковые диоды, используемые для регистрации оптических сигналов сигналов p-i-n- фотодиод SHF202 p-i-n- фотодиод SHF202

7 Лавинные ФОТОДИОДЫ ЛАВИННЫЙ ФОТОДИОД-это фотоприёмник, в котором повышение квантовой эффективности реализуется за счёт внутреннего усиления благодоря лавинному умножению в обратносмещённом p-n- переходе…. ЛАВИННЫЙ ФОТОДИОД-это фотоприёмник, в котором повышение квантовой эффективности реализуется за счёт внутреннего усиления благодоря лавинному умножению в обратносмещённом p-n- переходе…. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЛАВИННОГО ФОТОДИОДА показан на рис. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЛАВИННОГО ФОТОДИОДА показан на рис.

8 Конструкция лавинного фотодиода Контакт к n-слою просветляющее покрытие Световой сигнал Световой сигнал охранное кольцо охранное кольцо p-Ge-подложка Оксид контакт к р-слою На них подается обратное напряжение, достаточное для развития ударной ионизации в ОПЗ, то есть, сила фототока, квантовый выход и чувствительность возрастают в М раз (М - коффициент лавинного умножения). Преимущество заключается в том, что они имеют меньшее значение мощности, эквивалентной шуму.

9 Фоторезистор Фоторезистор - это пластина полупроводника, на противоположных концах которого расположены омические контакты. Схема фоторезистора: Фотопроводимость может возникать в результате поглощения фотонов с энергией. не меньшей, чем энергия примесного уровня. То есть, длинноволновая граница определяется глубиной залегания примесного уровня в запрещенной зоне.

10 Фототранзистор Фототранзистор дейсвует также как и остальные фотодетекторы, однак транзисторный эффект обеспечивает усиление фототока. По сравнению с фотодиодом фототранзистор более сложен в изготовлении и уступает ему в быстродействии (из-за большей площади Фототранзистор дейсвует также как и остальные фотодетекторы, однак транзисторный эффект обеспечивает усиление фототока. По сравнению с фотодиодом фототранзистор более сложен в изготовлении и уступает ему в быстродействии (из-за большей площади Переход база - коллектор играет роль чувствительного элемента. На рисунке он показан в виде диода с параллельно включенной емкостью, имеет большую площадь Фототранзистор особенно эффективен, так как обеспечивает высокий коэффициент преобразования по току(50% и более). В режиме работы с плавающей базой фотоносители дают вклад в ток коллектора в виде фототока Iph. Кроме того, дырки фотогенерируемые в базе, приходящие в базу из коллектора, уменьшают разность потенциалов между собой и эмиттером, что приводит к инжекции электронов через базу в коллектор.

11 Биполярный транзистор может быть интегрально совмещен с другими приборами. Например, используя дополнительный транзистор, можно сформировать составной фототранзистор с существенно большим коэффициентом усиления: Биполярный транзистор может быть интегрально совмещен с другими приборами. Например, используя дополнительный транзистор, можно сформировать составной фототранзистор с существенно большим коэффициентом усиления: Быстродействие рассмотренных структур ограничивается большой емкостью перехода база - коллектор и уменьшается при увеличении усиления за счет эффекта обратной связи. Так, время отклика биполярного фототранзистора ~ 5 мкс, составного фототранзистора ~ 50 мкс, фотодиода ~ 0.01 мкс Быстродействие рассмотренных структур ограничивается большой емкостью перехода база - коллектор и уменьшается при увеличении усиления за счет эффекта обратной связи. Так, время отклика биполярного фототранзистора ~ 5 мкс, составного фототранзистора ~ 50 мкс, фотодиода ~ 0.01 мкс.