Fotodiodo

Fotodiodo Guía Técnica
Introducción

Fotodiodos son sensores semiconductores luz que generan una corriente o voltaje cuando la ensambladura del PN en el semiconductor es iluminada por la luz. El fotodiodo término puede ser definido ampliamente para incluir incluso baterías solares, pero por lo general hace referencia a los sensores que se usan para detectar la intensidad de la luz. Fotodiodosse pueden clasificar según su función y la construcción de la siguiente manera:
Fotodiodo tipo

   1. PN fotodiodo
   2. PIN fotodiodo
   3. Fotodiodo de tipo Schottky
   4. APD (fotodiodo de avalancha)
      Todos estos tipos proporcionan las siguientes características y son ampliamente utilizados para la detección de la intensidad, posición, color y presencia de la luz.

Característicasdel fotodiodo

   1. Excelente linealidad con respecto a la luz incidente
   2. Bajo nivel de ruido
   3. Amplia respuesta espectral
   4. Mecánicamente robustos
   5. Compacto y ligero
   6. Larga vida

1. Principio de funcionamiento

Figura 1-1 muestra una sección transversal de un fotodiodo. El material de la categoría P-capa en la superficie activa y el material de N en la formasustrato de una unión PN que funciona como un convertidor fotoeléctrico. Lo de siempre P-capa para un fotodiodo Si se forma por la difusión selectiva de boro, con un espesor de aproximadamente 1 micra o menos y la región neutra en el cruce entre la P y N-capas que se conoce como la capa de agotamiento. Al controlar el espesor de la capa externa de P-, el sustrato N-capa y capa inferior N, así comola concentración de dopaje, la respuesta espectral y respuesta de frecuencia puede ser controlada. Cuando la luz incide en un fotodiodo, el electrón dentro de la estructura de cristal se convierte en estímulo. Si la energía de la luz es mayor que el ejemplo de bandas de energía vacío, los electrones se detuvo en la banda de conducción, dejando huecos en su lugar en la banda de valencia. (Ver Figura1-2) Estos pares electrón-hueco se producen en todo el P-capa, la capa de agotamiento y materiales de la N-capa. En la capa de agotamiento del campo eléctrico acelera estos electrones hacia la N-capa y los agujeros hacia el P-capa. De los pares electrón-hueco generado en la N-capa, los electrones, junto con los electrones que han llegado de la categoría P-capa, se dejan en la banda de conducciónN-capa. Los agujeros en este momento se está difundiendo a través de la N-capa a la capa de agotamiento, mientras se acelera, y se recoge en la banda de valencia P-capa. De esta manera, los pares electrón-hueco que se genera en proporción a la cantidad de luz incidente se recogen en el N y P-capas. Esto resulta en una carga positiva en el P-capa y una carga negativa en la N-capa. Si un circuitoexterno se conecta entre la P y N-capas, los electrones fluyan lejos de la N-capa, y los agujeros fluirá lejos de la categoría P-capa hacia los electrodos respectivos contrario. Estos electrones y agujeros de generar un flujo de corriente en un semiconductor se llaman portadores.

Figure 1-1 Photodiode cross section

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Figure 1-2 Photodiode P-N junction state

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2. Si photodiode2-1. Equivalent circuit

An equivalent circuit of a photodiode is shown in Figure 2-1.

Figure 2-1 Photodiode equivalent circuit

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* IL: actual generada por la luz incidente (proporcional a la cantidad de luz)
    * Identificación: corriente del diodo
    * Cj: capacidad de unión
    * Rsh: la resistencia de derivación
    * R: resistencia de la serie
    * I ': derivaciónresistencias de corriente continua
    * VD: tensión en el diodo
    * Io: Corriente de salida
    * Vo: voltaje de salida

Utilizando el circuito equivalente anterior, la corriente de salida Io se da como sigue: [pic]
* Es: Fotodiodo corriente inversa de saturación
    * E: carga del electrón
    * k: constante de Boltzmann
    * T: Temperatura absoluta del fotodiodo

El voltaje de...