photodiode - voer

6
Photodiode SCIENCE AND TECHNOLOGY Tweet 0 0 0 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Xét hai tấm bán dẫn, một thuộc loại N và một thuộc loại P, ghép tiếp xúc nhau. Tại mặt tiếp xúc hình thành một vùng nghèo hạt dẫn vì tại vùng này tồn tại một điện trường và hình thành hàng rào thế V . Khi không có điện thế ở ngoài đặt lên chuyển tiếp (V=0), dòmg điện chạy qua chuyển tiếp i = 0, thực tế dòng I chính là dòng tổng cộng của hai dòng điện bằng nhau và ngược chiều: Dòng khuếch tán các hạt cơ bản sinh ra khi ion hoá các tạp chất (lỗ trong trong bán dẫn loại P, điện tử trong bán dẫn loại N) do năng lượng nhiệt của các hạt dẫn cơ bản đủ lớn để vượt qua hàng rào thế. Dòng hạt dẫn không cơ bản sinh ra do kích thích nhiệt (điện tử trong bán dẫn P, lỗ trống trong bán dẫn N) chuyển động dưới tác dụng của điện trường E trong vùng nghèo. Hình 8.1: Sơ đồ chuyển tiếp P N và hiệu ứng quang điện trong vùng nghèo Khi có điện áp đặt lên điôt, hàng rào thế thay đổi kéo theo sự thay đổi dòng hạt cơ bản và bề rộng vùng nghèo. Dòng điện qua chuyển tiếp: Khi điện áp ngược đủ lớn: , chiều cao hàng rào thế lớn đến mức dòng khuếch tán của các hạt cơ bản trở nên rất nhỏ và có thể bỏ qua và chỉ còn lại dòng ngược của điôt, khi đó i = I . Khi chiếu sáng điôt bằng bức xạ có bước sóng nhỏ hơn bước sóng ngưỡng, sẽ xuất hiện thêm các cặp điện tử lỗ trống. Để các hạt dẫn này tham gia dẫn điện cần phải ngăn cản sự tái hợp của chúng, tức là nhanh chóng tách rời cặp điện tử lỗ trống. Sự tách cặp điện tử lỗ trống chỉ xẩy ra trong vùng nghèo nhờ tác dụng của điện TÀI LIỆU 1 Thích 1 Chia sẻ b 0

Upload: search009

Post on 05-Nov-2015

9 views

Category:

Documents


9 download

DESCRIPTION

hay

TRANSCRIPT

  • PhotodiodeSCIENCEANDTECHNOLOGY

    Tweet 0 0 0

    CutovnguynlhotngXthaitmbndn,mtthucloiNvmtthucloiP,ghptipxcnhau.

    TimttipxchnhthnhmtvngnghohtdnvtivngnytntimtintrngvhnhthnhhngrothV .

    Khikhngcinthngoit lnchuyntip(V=0),dmginchyquachuyntipi=0,thctdngIchnhldngtngcngcahaidnginbngnhauvngcchiu:

    Dngkhuchtncchtcbnsinhrakhiionhocctpcht(ltrongtrongbndnloiP,inttrongbndnloiN)donnglngnhitcacchtdncbnlnvtquahngroth.

    Dnght dn khngcbn sinh rado kch thchnhit (in t trongbndnP, l trng trongbndnN)chuynngditcdngcaintrngEtrongvngngho.

    Hnh8.1:SchuyntipPNvhiungquangintrongvngngho

    Khicinptlnit,hngroththayikotheosthayidnghtcbnvbrngvngngho.Dnginquachuyntip:

    Khiinpngcln:

    ,

    chiucaohngrothlnnmcdngkhuchtncacchtcbntrnnrtnhvcthbquavchcnlidngngccait,khii=I .

    Khichiusngitbngbcxcbcsngnhhnbcsngngng,sxuthinthmcccpintltrng.cchtdnnythamgiadnincnphingncnstihpcachng,tclnhanhchngtchri cpin t l trng.S tch cpin t l trng ch xy ra trong vngnghonh tcdng cain

    TILIU

    1Thch 1Chias

    b

    0

  • trng.

    Shtdncgiiphngphthucvothnglngnhsngttivngnghovkhnnghpthcavngny.Thnglngnhsngchiutivngnghophthucngkvochiudy lpvt liumniqua:

    Tronghs10 cm .tngthnglngnhsngnvngnghongitachtoitviphinbndnchiudyrtb.

    Khnnghp thbcxph thuc rt lnvob rngvngngho. tngkhnngmrngvngnghongitadngitPIN, lpbndnringIkpgiahai lpbndnPvN,vi loiitnychcninpngcvivncthmrngvngnghoratonblpbndnI.

    Hnh8.2:CutoitloiPIN

    ChhotngChquangdn:

    Snguynl(hnh8.3a)gmmtngunEsphnccngcitvmtintrRmotnhiu.

    Hnh8.3:Snguynlvchlmvic

    Dngngcquait:

    (8.1)

    TrongI ldngquangin:

    (8.2)

    KhiinpngcV ln,thnhphn

    5 1

    P

    d

  • tac:

    Thngthng

    Phngtrnhmchin:

    TrongV =R I chophpvngthngti(hnh8.3b).

    Dnginchytrongmch:

    imlmviccaitlimgiaonhaugiangthngtivngctuynIVvithnglngtngng.Chlmvicnyltuyntnh,V tlvithnglng.

    Chquangth:

    Trongchnykhngcinpngoitvoit.itlmvicnhmtbchuyninnglngtngngvimtmyphtvngitaothhmchV0ChocodngngnmchISC.

    othhmch:Khichiusng,dngIPtng lmchohngrothgimmt lng?Vb.Sgimchiucaohngrothlmchodnghtdncbntngln,khitcnbngIr=0.

    gimchiucaoV cahngrothcthxcnhcthngquaoinpgiahaiuitkhihmch.

    KhichiusngyuI I vtac:

    TrongtrnghpnyV cgitrtngiln(c0,10,6V)nhngphthucvothnglngtheohmlogarit.

    R m r

    R

    b

    P 0

    OC

    p 0

    OC

  • Hnh8.4:Sphthuccathhmchvothnglng

    odngngnmch:Khiningnmchhaiuitbngmtin trnhhn rno,dngonmch IchnhbngIvtlvithnglng(hnh8.5):

    Hnh8.5:Sphthuccadngngn

    mchvothnglngnhsng

    cimquantrngcachnylkhngcdngti,nhvycthgimnhiuvchophpocthnglngnh.

    nhyivibcxcphxcnh,dngquanginIPtltuyntnhvithnglngtrongmtkhongtngirng,c56decad.nhyphxcnhtheocngthc:

    Vi= .

    nhyphphthucvo,hiusutlngt,hsphnxRvhshpth.s

  • Hnh8.6:Phnhycaphotodiode

    NgisdngcnphibitnhyphdatrnngcongphhipS()/S( )vgitrcabcsng ngvinhycci.ThngthngS( )nmtrongkhong0,11,0A/W.

    Hnh8.9:Sphthuccanhyvonhit

    Khinhit tng,cci cangcongphdchchuynvphabcsngdi.Hsnhitcadngquangdn

    cgitrkhong0,1%/ C.

    SngdngphotodiodeSlmvicchquangdn:

    ctrngcachquangdn:

    +tuyntnhcao.

    +Thigianhipngn.

    +Dithngln.

    Hnh8.9trnhbysodngngctrongchquangdn.

    Scs(hnh8.10a):

    P

    P P

    P

    o

  • Hnh8.10:Smchodngngctrongchquangdn

    KhitngintrR slmgimnhiu.Tngtrvocamchkhuchiphilntrnhlmgimintrtihiudngcait.

    Stcngnhanh(hnh8.10b):

    intrcaiotnhvbng

    trongKlhskhuchitnslmvic.TC ctcdngbtrnhhngcatksinhC viiukin

    .Bkhuchiyphicdngvortnhvssuygimdonhitcngphikhngngk.

    Slmvicchquangth:

    ctrngcachquangth:

    +Cthlmvicchtuyntnhhoclogarittuthucvoti.

    +tnhiu.

    +Thigianhipln.

    +Dithngnh.

    +Nhycmvinhitchlogarit.

    Stuyntnh(hnh8.11a):odngngnmchI .

    Trongchny:

    Slogarit(hnh8.11b):oinphmchV .

    m

    2 pl

    sc

    oc