Реферат: Полупроводниковые приборы
Таким образом, в режиме
короткого замыкания соблюдается прямая пропорциональность между током в диоде и
световым потоком. Такая пропорциональность достаточно хорошо соблюдается в
пределах 6-7 порядков. В режиме холостого хода тока в диоде нет, а напряжение
холостого хода 
,
отмеченное на рис. 1.7 а, лежит на горизонтальной оси. Для определения
этого напряжения можно прологарифмировать выражение (1.4), откуда находим
(1.5)
Таким образом, при I=0 область Р заряжается положительно, а область N - отрицательно и между электродами фотодиода при освещении
появляется разность потенциалов, называемая фото-эдс. Фото-эдс равна напряжению
и
не может превышать контактной разности потенциалов 
.
Для кремниевых фотодиодов напряжения <0.7
В.
Схема включения фотодиода на нагрузку приведена на рис. 1.8а, а нагрузочная характеристика - на рис. 1.86.
Для построения
нагрузочной прямой на горизонтальной оси нужно отложить напряжение
источника Е, а на вертикальной оси - ток короткого замыкания 
.
Прямая, соединяющая эти точки, и является нагрузочной прямой.
Пересечение нагрузочной прямой с вольт-амперными характеристиками фотодиода
позволяет определить напряжение на нагрузке 
. Для этого нужно из
точек пересечения восстановить перпендикуляры до пересечения с горизонтальной
осью. Эти точки пересечения и дают значение напряжения на нагрузке.
Напряжение на нагрузке определяется как разность напряжения источника питания и напряжения на фотодиоде
.
График зависимости 
приведен
на рис. 1.8 в.
Фотодиоды находят
применение как приемники оптического излучения. Основными характеристиками
фотодиодов являются: диапазон длин волн принимаемого излучения, интегральная
чувствительность Si
,темновой ток Iт
постоянная времени 
.
Большинство фотодиодов работает в широком диапазоне длин волн как видимого, так
и невидимого излучения 
=
0,4...2мкм. Интегральная чувствительность зависит от площади p-n-перехода
и может изменяться в пределах 10-3... 1 мкА/люкс. Темновой ток
обычно невелик и имеет значение 102... 1мкА.
В связи со сравнительно небольшим уровнем выходного сигнала фотодиоды обычно работают с усилителем. Усилитель может быть внешним и интегрированным вместе с фотоприемником.
Светоизлучающие диоды
(СИД) преобразуют электрическую энергию в световое излучение за
счет рекомбинации электронов и дырок. В обычных диодах рекомбинация
(объединение) электронов и дырок происходит с выделением тепла, т. е. без
светового излучения. Такая рекомбинация вызывается фононной. В СИД преобладает
рекомбинация с излучением света, которая называется фотонной. Обычно такое
излучение бывает резонансным и лежит в узкой полосе частот. Для изменения длины
волны излучения можно менять материал, из которого изготовлен светодиод, или
изменять ток. На рис. 1.9. а показано схематическое изображение
светодиода, а на рис. 1.9 б приведены спектральные характеристики
излучения.
Для изготовления светодиодов наиболее часто используют фосфид галлия или арсенид галлия. Для диодов видимого излучения часто используют фосфид-арсенид галлия. Из отдельных светодиодов собирают блоки и матрицы, которые позволяют высвечивать изображения букв и цифр.
Инжекционный лазер -
это диод с монохроматическим излучением. Когерентное монохроматическое
излучение обеспечивается стимулированной фотонной рекомбинацией, которая
возникает при инжекции носителей заряда при определенном токе. Минимальный ток,
при котором преобладает стимулированная фотонная рекомбинация, называется
пороговым. При увеличении тока выше порогового значения происходит ухудшение
монохроматического излучения.
Библиографический список
1. Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы: Учеб. Пособие для вузов.- 3-еизд.,перераб. и доп.-М.: Энергоатомиздат, 1991.- 592с.: ил.
. Основы радиоэлектроники: Учебное пособие / Ю.И. Волощенко, Ю.Ю. Мартюшев, И.Н. Никитина и др.; Под ред. Г.Д. Петрухина.-М.:Изд-во МАИ, 1993.-416 сю: ил.
. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем.-М.: Мир, 1982.-512 с., ил.
. Алексенко А.Г. Шагурин И.И. Микросхемотехника: Учеб. пособие для вузов.- 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Радио и связь, 1990.- 496 с.: ил.
. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: В 3-х томах: Пер. с англ.- 4-е изд. Перераб. и доп.- М.: Мир,1993.- ил.