ФОТОПРИЁМНИКИ И СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ. Фотодио́д приёмник оптического излучения, который преобразует попавший на его фоточувствительную область свет в электрический. - презентация

1 ФОТОПРИЁМНИКИ И СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ

2 Фотодио́д приёмник оптического излучения, который преобразует попавший на его фоточувствительную область свет в электрический заряд за счёт процессов в p- n-переходе.

3 Принцип работы: Фотодиод на неосновных носителях. В фотодиодах на основе p-n - переходов используется эффект разделения на границе электронно-дырочного перехода созданных оптическим излучением неосновных неравновесных носителей.

4 В состоянии равновесия уровень Ферми F должен быть один и тот же во всей системе. Высота потенциального барьера, образованного на границе двух полупроводников будет равна разности термодинамических работ выхода. В условиях термодинамического равновесия в p-n-переходе существуют четыре компоненты тока. Две из них дрейфовые, две - диффузионные, каждая из которых образована неосновными и основными носителями заряда. Таким образом, в состоянии равновесия суммарный ток, обусловленный диффузионными j pD, j nD и дрейфовыми j nE, j pE токами электронов и дырок, должен быть равен нулю.

5 Фотодиод может работать в двух режимах: фотогальванический без внешнего напряжения фотодиодный с внешним обратным напряжением Энергетическая диаграмма p-n-перехода. a) Состояние равновесия b) При приложенном прямом напряжении c) При приложенном обратном напряжении

6 При воздействии квантов излучения в базе происходит генерация свободных носителей, которые устремляются к границе p-n- перехода. Ширина базы (n-область) делается такой, чтобы дырки не успевали рекомбинировать до перехода в p-область. Ток фотодиода определяется током неосновных носителей дрейфовым током. Быстродействие фотодиода определяется скоростью разделения носителей полем p-n-перехода и ёмкостью p-n-перехода C p-n

7 Обозначение на схемах: Обозначение на схемах: Особенности: -простота технологии изготовления и структуры -сочетание высокой фоточувствительности и быстродействия -малое сопротивление базы -малая инерционность

8 Характеристики фотодиодов: Вольт- амперная характеристика (ВАХ) Спектральные характеристики Световые характеристики Постоянная времени Темновое сопротивление Инерционность ПАРАМЕТРЫ ПАРАМЕТРЫ : Чувствительность Шумы

9 Солнечная батарея Фотодиод, работа которого основана на фотовольтаическом эффекте (разделение электронов и дырок в p- и n- области, за счёт чего образуется заряд и ЭДС), называется солнечным элементом. Солнечная батарея бытовой термин, используемый в разговорной речи или ненаучной прессе. Обычно под термином «солнечная батарея» подразумевается несколько объединённых фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток.

10

11

12

13

14 Использование Микроэлектроника

15 Энергообеспечение зданий

16 Использование в космосе

17 Электромобили

18

19