СВЕТОДИОД-ПОМОЩНИК
Фотодиоды и фотоприемные устройства - стр. 8
 |
проходят через него, движутся с предельной скоростью при данном электрическом поле, т. е. v =vs. Обозначив круговую частоту модуляции через wbwl, можно представить световой поток в виде f= fi ехр{iwt}. Вклад, вносимый слоем толщиной dx по оси х, будет равен
 |
если положить а = 0. Следовательно,
 |
где tr = e/vs — время, за которое носитель проходит через обедненный слой. Итак, ток проводимости амплитудно модулирован функцией вида [1—ехр(iwtr)]/iwtr график
Рис.4 Изменение амплитуды и фазы
которой представлен на рис. 13.5. Если пренебречь влиянием тока смещения, который обусловлен внешним напряжением и не зависит от времени, то нетрудно видеть, что при wtr = 2,4 эта функция уменьшается на 3 дБ. Следовательно, полоса пропускания на уровне 3 дБ будет равна
Отсюда следует, что хороший компромисс между требованиями быстродействия и чувствительности достигается при е= 1/а.
Таблица 1. P – I – N фотодиоды выпускаемые ОАО "ЦКБ РИТМ"
ЛАВИННЫЙ ФОТОДИОД.
При регистрации очень малых световых мощностей (< 1 нВт) фототоки будут весьма малы (< 1 нА). В этом случае желательно использовать внутреннее усиление в фотоприемнике аналогично тому, как это осуществляется в фотоэлектронном умножителе.
В лавинном фотодиоде (ЛФД), являющемся твердотельным аналогом ФЭУ, усиление фототока происходит за счет лавинного умножения генерированных светом носителей заряда в обратно смещенном p-n переходе (рис. 11.17). При приложении к р-n-переходу обратного напряжения U, близкого к напряжению лавинного пробоя Uпр энергия носителей заряда, ускоренных электрическим полем, может превысить порог ионизации вещества. Столкновение такого «горячего» носителя с электронами валентной зоны приведет к образованию пары электрон — дырка. Если образовавшиеся вторичные носители тоже ускорятся до энергии, превышающей порог ионизации, то они создадут другие носители и т. д., как показано на рис.5. В результате проводимость нарастает за счет образования лавины носителей заряда.