Фотодиодом называют полупроводниковый фотоэлектрический прибор с внутренним фотоэффектом, имеющий один электронно-дырочный переход и два вывода.
Фотодиоды могут работать в одном из двух режимов:
1) Без внешнего источника электрической энергии (режим фотогенератора). В этом режиме используется фотогальванический эффект - разновидность внутреннего фотоэффекта, связанная с образованием разности потенциалов при освещении неоднородного полупроводника. Фотодиоды работающие в этом режиме часто применяют в качестве источников питания, преобразующих энергию солнечного излучения в электрическую. Они называются солнечными элементами и входят в состав солнечных батарей, используемых на космических кораблях
2) С внешним источником электрической энергии (режим фотопреобразователя. Тут применяется внешнее обратное смещение, которое заложено в основе детекторов серии DET. Ток в контуре определяет освещённость устройства: выходной ток линейно пропорционален входной оптической мощности.
Фотодиоды изготавливают из германия, кремния, селена, арсенида галлия, арсенида индия, сульфида кадмия и других полупроводниковых материалов.
Спектральные характеристики фотодиодов зависят от материалов, используемых для их изготовления.Селеновые фотодиоды имеют спектральную характеристику близкую по форме к спектральной зависимости человеческого глаза, поэтому их широко применяют в кино- и фототехнике. Германиевые и кремниевые фотодиоды чувствительны как в видимой, так и в инфракрасной части спектра излучения.
Частотные характеристики зависят от материалов фотодиода. В настоящее время созданы высокочастотные (быстродействующие) фотодиоды на основе германия и арсенида галлия, которые могут работать при частотах в несколько сотен мегагерц.
Существенным недостатком фотодиодов является зависимость значений их параметров от температуры. В частности, темновой ток возрастает почти вдвое при повышении температуры на 10 градусов, что ограничивает применение фотодиодов в ряде случаев.
#физика #электроника