ข่าว

สินค้าแนะนำ

ความรู้ระดับมืออาชีพ

ความรู้เกี่ยวกับโฟโต้ไดโอด

2022-05-27

ความหมาย: อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่ตรวจจับแสงด้วยโครงสร้าง p-n หรือ p-i-n
โฟโตไดโอดมักใช้เป็นตัวตรวจจับแสง อุปกรณ์ดังกล่าวมีจุดเชื่อมต่อ p-n และมักจะมีชั้นภายในระหว่างชั้น n และ p เรียกว่าอุปกรณ์ที่มีชั้นภายในโฟโตไดโอดชนิด PIN. ชั้นพร่องหรือชั้นเนื้อแท้จะดูดซับแสงและสร้างคู่อิเล็กตรอน-โฮล ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดโฟโตเคอเรนต์ ในช่วงพลังงานที่กว้าง กระแสไฟจะแปรผันตามความเข้มของแสงที่ดูดกลืนอย่างเคร่งครัด
โหมดการทำงาน
โฟโตไดโอดสามารถทำงานได้สองโหมด:
โหมดเซลล์แสงอาทิตย์: คล้ายกับเซลล์แสงอาทิตย์ แรงดันไฟฟ้าที่ผลิตโดย aโฟโตไดโอดสามารถวัดแสงที่ฉายรังสีได้ อย่างไรก็ตาม ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้าและพลังงานแสงนั้นไม่เป็นเชิงเส้น และช่วงไดนามิกค่อนข้างเล็ก และไม่สามารถเข้าถึงความเร็วสูงสุดได้เช่นกัน
โหมดโฟโตคอนดักทีฟ: ณ จุดนี้ แรงดันย้อนกลับจะถูกจ่ายให้กับไดโอด (เช่น ไดโอดจะไม่นำไฟฟ้าที่แรงดันนี้ในกรณีที่ไม่มีแสงตกกระทบ) และวัดโฟโตเคอร์เรนต์ที่เป็นผลลัพธ์ (ก็เพียงพอแล้วที่จะรักษาระดับแรงดันให้ใกล้ 0) การพึ่งพาโฟโตกระแสไฟกับพลังงานแสงนั้นเป็นเส้นตรงมาก และขนาดของมันคือหกลำดับความสำคัญหรือมากกว่าพลังงานแสง เช่น สำหรับ p-i-n ของซิลิคอนที่มี พื้นที่ใช้งานหลาย mm2 สำหรับโฟโตไดโอด ช่วงหลังมีตั้งแต่ไม่กี่นาโนวัตต์ไปจนถึงหลายสิบมิลลิวัตต์ ขนาดของแรงดันย้อนกลับแทบไม่มีผลกับกระแสไฟและมีผลอ่อนต่อกระแสไฟมืด (ในกรณีที่ไม่มีแสง) แต่ยิ่งแรงดันไฟสูง การตอบสนองก็จะยิ่งเร็วขึ้น และอุปกรณ์จะร้อนเร็วขึ้นเท่านั้น
แอมพลิฟายเออร์ทั่วไป (หรือที่เรียกว่าทรานส์อิมพีแดนซ์แอมพลิฟายเออร์) มักใช้สำหรับการขยายโฟโตไดโอดล่วงหน้า แอมพลิฟายเออร์นี้รักษาแรงดันไฟฟ้าให้คงที่ (เช่น ใกล้กับ 0 หรือเลขลบที่ปรับได้บางตัว) เพื่อให้โฟโตไดโอดทำงานในโหมดโฟโตคอนดักทีฟ และโดยทั่วไปแล้วแอมพลิฟายเออร์ปัจจุบันจะมีคุณสมบัติด้านเสียงรบกวนที่ดี และความไวและแบนด์วิธของแอมพลิฟายเออร์สามารถสมดุลได้ดีกว่าลูปธรรมดาที่ประกอบด้วยตัวต้านทานและแอมพลิฟายเออร์แรงดันไฟฟ้า การตั้งค่าแอมพลิฟายเออร์เชิงพาณิชย์บางรุ่นใช้การตั้งค่าความไวที่แตกต่างกันมากมายเพื่อให้กำลังการวัดมีความยืดหยุ่นสูงในห้องปฏิบัติการ ดังนั้นคุณจะได้ช่วงไดนามิกที่กว้าง สัญญาณรบกวนต่ำ บางตัวมีจอแสดงผลในตัว แรงดันไบอัสที่ปรับได้และการชดเชยสัญญาณ สามารถปรับฟิลเตอร์ได้ ฯลฯ
วัสดุเซมิคอนดักเตอร์:
วัสดุโฟโตไดโอดทั่วไปคือ:
ซิลิคอน (Si): กระแสมืดขนาดเล็ก ความเร็วที่รวดเร็ว ความไวแสงสูงในช่วง 400-1000 นาโนเมตร (สูงสุดในช่วง 800-900 นาโนเมตร)
เจอร์เมเนียม (Ge): กระแสมืดสูง, ความเร็วช้าเนื่องจากความจุของปรสิตขนาดใหญ่, ความไวสูงในช่วง 900-1600nm (สูงสุดในช่วง 1,400-1500nm)
อินเดียม แกลเลียม อาร์เซไนด์ ฟอสฟอรัส (InGaAsP): ราคาแพง กระแสมืดต่ำ รวดเร็ว ความไวสูงในช่วง 1,000-1350 นาโนเมตร (สูงสุดในช่วง 1,100-1300 นาโนเมตร)
อินเดียมแกลเลียมอาร์เซไนด์ (InGaAs): ราคาแพง กระแสมืดต่ำ รวดเร็ว ความไวสูงในช่วง 900-1700 นาโนเมตร (สูงสุดในช่วง 1300-1600 นาโนเมตร)
ช่วงความยาวคลื่นที่อธิบายไว้ข้างต้นสามารถเกินได้อย่างมากหากใช้แบบจำลองที่มีการตอบสนองทางสเปกตรัมที่กว้างกว่า
คุณสมบัติที่สำคัญ:
คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของโฟโตไดโอดเป็น:
การตอบสนองซึ่งเป็นกระแสแสงหารด้วยพลังงานแสงเกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพควอนตัมและขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น
พื้นที่ใช้งาน เช่น บริเวณที่ไวต่อแสง
กระแสไฟสูงสุดที่อนุญาต (โดยปกติจะจำกัดโดยเอฟเฟกต์ความอิ่มตัว)
กระแสมืด (มีอยู่ในโหมดโฟโตคอนดักทีฟ ซึ่งสำคัญมากสำหรับการตรวจจับความเข้มของแสงที่ต่ำมาก)
ความเร็วหรือแบนด์วิธเกี่ยวข้องกับเวลาที่เพิ่มขึ้นและลดลง และได้รับผลกระทบจากการอนุญาต

แหล่งกำเนิดแสง ASE คืออะไร

ต่อไป:

คุณสมบัติที่สำคัญบางประการของ Femtosecond Lasers

ข่าว

สินค้าแนะนำ

YDFA ไฟเบอร์แอมพลิฟายเออร์เจือ Ytterbium 1064 นาโนเมตร

ตัวควบคุมโพลาไรซ์ไฟเบอร์แบบแมนนวล

850nm 10mW Superluminescent Diode sld ไดโอด

เลเซอร์ไดโอด DFB ขนาด 1653 นาโนเมตรสำหรับการตรวจจับ CH4

ความรู้เกี่ยวกับโฟโต้ไดโอด

ก่อนหน้า:

ต่อไป: