В фоторезисторах используется явление изменения сопротивления вещества под действием инфракрасного, видимого или ультрафиолетового излучения. Основной элемент фоторези­стора — полупроводниковая пластина, сопротивление которой при освещении изменяется. Механизм возникновения фотопроводимости можно объяснить следующим образом. В за­темненном полупроводнике в результате воздействия тепловой энергии образуется неболь­шое количество подвижных носителей заряда (электронов и дырок). Соответственно полу­проводник будет обладать начальной проводимостью […]

Фотоприемный прибор, имеющий три или более р-л-перехода, в ВАХ которого имеется участок отрицательного дифференциального сопротивления, называется фототиристором. На рис. 6.19 изображена структура фототиристора с тремя р-и-переходами. Крайние области такой структуры рил называются эмиттерами, а примыкающие к ним переходы — эмиттерными, центральный переход называют коллекторным. Между переходами нахо­дятся базовые области (р и п). Электрод, обеспечивающий контакт […]

Фотоприемные приборы, использующие транзисторные структуры с возможностью усиле­ния фототока, называются фототранзисторами. Эти приборы содержат один (рис. 6.14, 6.15) или несколько транзисторов (рис. 6.16), включенных обычно по схеме с общим эмитте­ром. В простейшем фототранзисторе (см. рис. 6.14) оптическое излучение попадает в рабо­чую область структуры — базу. Здесь обеспечивается генерация фотоносителей, которые затем разделяются р-и-переходом. Разделение фотоносителей […]

Одним из путей создания быстродействующих фотоприемников с высокой чувствительно­стью является использование лавинного пробоя, в частности, создание лавинных фотодио­дов (рис. 6.13). Если поле в активной зоне фотодиода велико и энергия, приобретаемая фо­тоносителями тока (электронами и дырками) в этом поле, превышает энергию образования электронно-дырочных пар, то происходит лавинообразный процесс размножения носите­лей. Процесс размножения начинается с генерации носителей […]

Гетерофотодиодом называют прибор, имеющий переходной слой, образованный полупро­водниковыми материалами с разной шириной запрещенной зоны. Устройство и принцип действия этих приборов рассмотрим на примере гетерострукту­ры СаА5-ОаА1А5 (рис. 6.12). На подложке арсенида галлия «+ типа » 10-18 см’3) методом жидкофазной эпитаксии последовательно наращивают сначала слой чистого нелегированного арсенида галлия «-ти­па (Л’д ~ 1015 см-3), а затем слой […]

Упрощенная структура фотодиода с барьером Шоттки показана на рис. 6.10. На подложке сильно легированного кремния п выращивается тонкая эпитаксиальная пленка высокоомного полупроводника «-типа. Затем на тщательно очищенную поверхность материала «-типа напыляют тонкую (»0,1 мкм) полупрозрачную пленку, а поверх нее — ан­тиотражающее покрытие. + Рис. 6.10. Фотодиод с барьером Шоттки: а — структура; б — распределение […]

Расширение частотного диапазона фотодиода (IV) без снижения его чувствительности воз­можно в /?-/-и-структурах (рис. 6.7). В р-і-п структуре /-область заключена между двумя областями противоположного ти­па электропроводимости и имеет удельное сопротивление в (10 6_____________________________________________ I О7) раз больше, чем со­ Противление легированных областей п- и /»-типов. При достаточно больших обратных на­пряжениях сильное и почти однородное электрическое поле […]

Упрощенная структура фотодиода на основе р-«-перехода приведена на рис. 6.5. Такой прибор по существу представляет собой обратно-смещенный ^-«-переход. Важными свой­ствами такого перехода является наличие обедненной носителями области перехода, кон­центрирующей относительно сильное поле, и области поглощения, где поглощается падаю­щий свет (захватываются фотоны). Обедненная область образуется неподвижными положительно заряженными атомами доноров в «-области и неподвижными отрицательно заряженными […]

Электрическая модель фотодиода в статическом режиме приведена на рис. 6.2, где /„ — ток насыщения при £/о6р = 0,5… 1 В и температуре среды Т= Тр^; /тг — ток термогенерации, ге­нерируемый в области р-и-перехода; С/обР — обратное напряжение, приложенное к фото- Диоду; /ф. т. — ток фотодиода в затемненном состоянии (если /„ = 0, и […]

В оптопарах фотоприемник работает совместно с излучателем, чаще всего с ИК-диодом. Применяемые в оптопарах излучатели имеют относительно узкий спектр излучения. В свя­зи с этим для фотоприемника здесь не важен конкретный вид спектральной характеристики, теряют смысл интегральные (по спектру) параметры. Существенно, чтобы чувствитель­ность была максимальной на рабочей длине волны применяемого излучателя. Быстродействие фотоприемника в оптопаре характеризуется […]