Фотодиод

Фотодиод, полупроводниковый диод, обладающий свойством односторонней фотопроводимости при воздействии на него оптического излучения. Фотодиод представляет собой полупроводниковый кристалл обычно с электронно-дырочным переходом (рn-переходом), снабженный 2 металлическими выводами (один от р-, другой от n-области) и вмонтированный в металлический или пластмассовый защитный корпус. Материалами, из которых изготавливают фотодиоды, служат Ge, Si, Ga, As, Hg, Cd, Te и др.

Фотодиод

Различают 2 режима работы фотодиода: фотодиодный, когда во внешней цепи фотодиода содержится источник постоянного тока, создающий на рn-переходе обратное смещение, и вентильный, когда такой источник отсутствует. В фотодиодном режиме фотодиод, как и фоторезистор, используют для управления электрическим током в цепи фотодиода в соответствии с изменением интенсивности падающего излучения. Возникающие под действием излучения неосновные носители диффундируют через рn-переход и ослабляют электрическое поле последнего. Фототок в фотодиоде в широких пределах линейно зависит от интенсивности падающего излучения и практически не зависит от напряжения смещения. В вентильном режиме фотодиод, как и полупроводниковый фотоэлемент, используют в качестве генератора фотоэдс.

Основные параметры фотодиода:
1) порог чувствительности (величина минимального сигнала, регистрируемого фотодиодом, отнесённая к единице полосы рабочих частот), достигает 10^-14 вт/гц^1/2;
2) уровень шумов = не свыше 10^-9 а;
3) область спектральной чувствительности лежит в пределах 0,3=15 мкм;;
4) спектральная чувствительность (отношение фототока к потоку падающего монохроматического излучения с известной длиной волны) составляет 0,5=1 а/вт;5) инерционность (время установления фототока) порядка 10^-7=10^-8 сек. В лавинном Ф., представляющем собой разновидность фотодиодов с рn-cтруктурой, для увеличения чувствительности используют т. н. лавинное умножение тока в рn-переходе, основанное на ударной ионизации атомов в области перехода фотоэлектронами. При этом коэффициент лавинного умножения составляет 10²=10⁴. Существуют также фотодиоды с рin-cтруктурой, близкие по своим характеристикам к фотодиодам срn-cтруктурой; по сравнению с последними они обладают значительно меньшей инерционностью (до 10^-10 сек).

Фотодиоды находят применение в устройствах автоматики, лазерной техники, вычислительной техники, измерительной техники и  т.п.