АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Лавинные фотодиоды

Читайте также:
  1. Фотодиоды
  2. Фотодиоды на основе р-n-перехода
  3. Фотодиоды с гетероструктурой
  4. Фотодиоды с р-i-n-структурой
  5. Фотодиоды Шоттки

 

Одним из путей создания быстродействующих фотоприемников с высокой чувствительно­стью является использование лавинного пробоя, в частности, создание лавинных фотодио­дов (рис. 4.20). Если поле в активной зоне фотодиода велико и энергия, приобретаемая фо­тоносителями тока (электронами и дырками) в этом поле, электронно-дырочных пар, то происходит лавинообразный процесс размножения носите­лей. Процесс размножения начинается с генерации носителей под действием излучения, т.е. имеем фотодиод с лавинным размножением носителей.

Усиление первичного фототока в лавинном фотодиоде определяется коэффициентом лавинного размножения

(4.21)

где Iф - ток на выходе фотодиода с учетом размножения; Iф0 - ток при отсутствии размно­жения. Таким образом, коэффициент лавинного размножения в лавинном фотодиоде является коэффициентом усиления фототока.

Известно, что коэффициент размножения зависит от напряжения на переходе

, (4.22)

где Uпроб- напряжение пробоя; U- напряжение на р-n-переходе; m - коэффициент, учи­тывающий вид и тип проводимости полупроводникового материала (m = 1,5 ... 2,0 для крем­ния р-типа; m = 3,4 .. .4,0 -для кремния n-типа).

б
Rн
Uвых
p
i
Ф
n
pi
E
x
а
Uп
Рисунок 4.20. Лавинный фотодиод: а-структура; б-распределение поля в структуре; 1-область сильного поля; 2-обедненная область

Тогда ВАХ лавинного фотодиода можно представить в виде Лавинный процесс происходит очень быстро: инерционность лавинных фотодиодов ха- рактеризуется временами переключения (l0-8 ... 10-9 с, а произведение коэффициента уси­ления фототока Кl на полосу частот достигает рекордных значений: Klfгр 1011Гц. Предель­но реализуемое значение К, может быть тем больше, чем меньше тепловой обратный ток фотодиода, поэтому при использовании кремния и арсенида галлия достигнуто Кl 103 ... 104, а для германия его величина обычно не более 102. У кремниевых и арсенид­галлиевых приборов ниже уровень шумов.



В режиме лавинного фотоумноже­ния успешно опробованы практически все диодные структуры: р+ -n, p-i-n, n-p-i-p+; барьер Шоттки.

Лавинные фотодиоды перспектив­ны при обнаружении слабых оптиче­ских сигналов. Широкое применение лавинных фотодиодов связано со зна­чительными трудностями. Это обуслов­лено с тем, что в предпробойном ре­жиме коэффициент усиления фототока Кl резко зависит от напряжения. По­этому лавинные диоды нуждаются в жесткой стабилизации рабочего на пряжения путем термостатирования. Лавинным фотодиодам присущ боль­шой разброс параметров у отдельных образцов. Высокие рабочие напряжения, низ­кий кпд преобразования затрудняют их использование в микросхемах.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 |


При использовании материала, поставите ссылку на Студалл.Орг (0.004 сек.)