Диод фото: D0 b4 d0 b8 d0 be d0 b4 d1 8b картинки, стоковые фото D0 b4 d0 b8 d0 be d0 b4 d1 8b

По следу диода Д1 или совершенно секретно (продолжение)

Чечнев Андрей

За время, прошедшее с публикации истории о создании первых полупроводниковых приборов в нашей стране у меня появилась дополнительная информация по германиевым диодам. 

Диоды Д1 послужили основой для производства на заводе № 382 («Плутон») сборки из двух  подобранных по параметрам диодов, для применения в дискриминаторах телевизоров и подобном. Назвали прибор ДК. 

Впоследствии, ту же функцию будет выполнять прибор ГД404. (Фото 1, 2)

Фото 1

Фото 2

Стремление улучшить электрические параметры диодов Д2, ещё в начале их серийного производства, привело к созданию групп с буквами от «К» до «Р». Они отличались повышенным прямым током ценой уменьшения частотного диапазона работы, благодаря технологии вплавления в кристалл  контактной иглы, покрытой индием. 

В начале 1956 года, профильные институты интенсивно начали искать возможности уменьшения массы и увеличения надёжности электронной аппаратуры зенитных снарядов и баллистических ракет в целях повышения обороноспособности нашего государства.

 Страна делала первые шаги к  освоению космического пространства. В этой связи появилась необходимость в разработке малогабаритных и устойчивых к внешним факторам радиодеталей. Перед НИИ-35 была поставлена задача по разработке приборов по профилю предприятия, способных выдерживать большие перегрузки. В рамках выполнения НИР «Орбита»  А.Н. Пужай разработал Технические условия и приступил к созданию технологии производства диодов в корпусе как у Д1, но с предсказуемыми, стабильными  параметрами и характеристиками как у Д2 или лучше – где также он решил использовать индированную иглу для точечного контакта с кристаллом. Но в середине 1956 вышло постановление Совета Министров СССР о передаче лаборатории точечных диодов (номер 2) вновь образованному НИИ-311, будущему заводу «Оптрон», вместе со всем персоналом и работы по теме неожиданно затянулись.

Таким образом, Александр Никифорович в начале 1957 года уже был сотрудником НИИ-311 и работу над Д9, как и  Д10, Д11—Д14, Д101 уже заканчивал там. Дальше основной его специализацией стали СВЧ детекторные и смесительные диоды.

Выпрямительные ДГ-Ц21—ДГ-Ц27 в результате модернизации корпуса и технологии изготовления (ОКР «Калибр») с 4 квартала 1956 года стали называться Д7. (Фото 3)

Фото 3

Работа по модернизации диодов была проведена на Томилинском электровакуумном заводе, где и были налажены первые выпуски.

В НИИ-35 30 сентября 1957 года Главным конструктором В. Голденбергом на основе работы Пужай А.Н. (НИР «Вентиль) была закончена опытно-конструкторская разработка (тема «Паром» ) по мощным германиевым диодам, Д302 – Д305. (Фото 4). 

Фото 4

Как видим, сначала обозначение диодов отличалось от привычного для нас. К концу года на опытном заводе было произведено 10000 штук таких приборов.

Не могу сразу начать рассказ про создание приборов на основе кремния, поскольку к разработке как кремниевых приборов, так и германиевых имели отношение ещё две организации, помимо ОКБ-498 и НИИ-35.

Это Ленинградский физико-технический институт (ЛФТИ) и СКБ-245, будущий НИЦЭВТ из Москвы.

Вместе,  они, начиная с  1954 года, занимались научно-исследовательскими работами по германиевым диодам, диодам получившим название слоистых, плоскостных, по современному. В результате, ЛФТИ – СКБ-245 в содружестве с НИИ-35 выполнив ОКР по теме «Выпрямитель» создали, плоскостные  силовые диоды Д1 и Д2. Производство их было организовано на опытном заводе 498 (Старт). К концу 1955 года было изготовлено 30000 штук немного под другим обозначением СД1 и СД2. Параметры их для меня остаются загадкой, особенно термин «силовые» (Фото 5, 6)

Фото 5

Фото 6

Вот в этом, видимо, и кроется причина  путаницы в присвоении порядковых обозначений германиевым точечным диодам ДГЦ-С (Д1) и ДГЦ-стекло (Д2). 

Из приведённых фотовырезок можно это понять. (Фото 7) ГОСТ 5461-56 ещё не был создан, а все вышеуказанные изделия уже были.

Фото 7

Рассказ про германиевые диоды может оказаться неполным, если не написать о попытке СКБ-245 создать для своих вычислительных (математических)  машин опытную партию германиевых точечных диодов под названием Д4. Упоминание о них есть в техническом описании первых вычислительных машин «Урал» от 1955 года.  Параметры и стабильность этих приборов была таковой, что,  судя по найденному  документу, датированному июлем 1956 года (фото 8), в серийно выпускаемых вычислительных машинах они не применялись. Что и не удивительно, поскольку диоды ДГ-Ц4 и другие уже прошли обкатку временем и хорошо себя зарекомендовали.

Фото 8

В документах также встретились  диоды  Д5, КД-1 и КД-2 всё тех же разработчиков. Но кроме упоминания о них  более ничего  найти не удалось на данный момент. (Фото 9) 

Фото 9

Попробую окончить повествование о германиевых приборах и СКБ-245 на оптимистичной ноте. Поэтому сообщаю, что первым широко применяемым фотодиодом, стал разработанный в этой организации в 1958 году германиевый ФД-1, долго и успешно выпускавшийся на заводе «Сапфир». (Фото 10)

Фото 10

Кремний

Традиционно вспомним военных разработчиков из НИИ-885.

Конечно же, они были недовольны небольшим температурным диапазоном работы германиевых приборов, в том числе и транзисторов, и требовали срочно его расширить.

Они беспрерывно напоминали в каких только можно инстанциях о своих требованиях к полупроводниковым приборам.

К концу 1955 года, организациями  ЛФТИ вместе с СКБ-245 и НИИ-35 независимо друг от друга были выполнены научно-исследовательские  работы по теме «Ваза». Работа заключалась в создании кремниевых выпрямительных диодов со скромными параметрами, но с максимальной рабочей температурой 100 градусов. (Фото 11)

Фото 11

НИИ-35 предъявил Государственной комиссии 100 штук изготовленных диодов с превышением технического задания.

Работа была одобрена. 

А вот СКБ-245, как изготовитель, не смог на тот момент воплотить в изделия требования заказчиков, и, в итоге, в ОКР пошли диоды, сделанные Александром Никифоровичем Пужай. Он был Главным конструктором темы по кремниевым диодам от НИИ-35.

Вместе с тем, Государственная комиссия, изучив результаты работы, проведённой ЛФТИ и СКБ-245, приняв во внимание их доводы о плохом качестве кремния (низкое объёмное сопротивление), с которым пришлось работать, рекомендовало продолжить исследования по изучению свойств приборов, не отвечающих требованиям военных, но неожиданно получившихся с обратной вольтамперной характеристикой стабиловольтов. Такое вот начало у стабилитронов было… Забавно, не правда-ли?

Такие работы были продолжены в НИИ-35 по темам «Пальма» (Фото 12),«Панно» (Фото 13) и в феврале 1958 года было выпущено 1646 штук Д808 – Д813. (Фото 14)

Фото 12

Фото 13

Фото 14

Другим следствием неудачной попытки  создать плоскостные кремниевые диоды для своих счётно-аналитических машин тандема ЛФТИ—СКБ-245, была работа по получению диодов с очень маленькими обратными токами, – НИР «Парча» получившая воплощение в диодах Д225, также созданных в НИИ-35.  (Фото 15, 16)

Фото 15

Фото 16

Точечные кремниевые приборы, Д101—Д103 появились точно также, как и Д9, в ходе выполнения работ по теме «Орбита». Работы начались в 1955 году в НИИ-35, а были закончены, к концу 1956 года, в НИИ-311. (Фото 17, 18)

Фото 17

Фото 18

Лаборатория плоскостных выпрямительных диодов была переведена в НИИ-311 только в 1959 году, следовательно, опытное производство установочных партий диодов происходило на будущем «Пульсаре».

Диоды типа Д206 – Д211 появились благодаря НИР «Линза» и ОКР «Нева», законченных в третьем квартале 1956 года. Главное было создать прибор с прямым током не менее 100 миллиампер и сохраняющем работоспособность при обратном напряжении не ниже 150 вольт и температуре 100 градусов.(Фото 19, 20)

Фото 19

Фото 20

Первым, относительно сильноточным, получился Д201, созданный в начале 1957 года с прямым током в 400 мА.  (Фото 21, 22)

Фото 21

Фото 22

После приобретения необходимого технологического опыта были созданы приборы Д214 и Д215 (фото 23)., разработанные в 1958 году по теме «Предлог». Конечно, сначала их выпуск был налажен на опытном заводе НИИ-35, в 1959 году было сделано 700 штук. Сразу производство было передано на завод 498, будущий «Старт» и на завод НИИ-311 (Фото 24).

Фото 23

Фото 24

Сотрудники лаборатории плоскостных диодов НИИ 311 в 1960 году по теме «Предмет-1» создали мощные стабилитроны ряда Д815 – Д817 и другие подобные. (Фото 25) 

Фото 25

Тиристоры кремниевые приборы. Но мало кто знает, что первые исследовательские работы, начатые в 1957 году на будущем Пульсаре с переключательными полупроводниковыми приборами предполагали использование германия для создания  управляемых диодов (фото 26), но в скором времени научились производить кремний нужного качества и управляемые диоды решили делать на его основе, а не из германия.

 (Фото 27, 28)

Фото 26

Фото 27

Фото 28

Немного о промышленном производстве. С 1959 года, разработчики полупроводников, НИИ-35 и НИИ-311 после выпуска опытных изделий, передавали серийное производство на  закреплённые за ними предприятия.

Для НИИ-35 серийными заводами были  Ленинградская «Светлана», Воронежский, Брянский, Новгородский, Ташкентский, Рижский и Александровкий заводы полупроводников.

Для НИИ-311 это были  Томилинский, Новосибирский, Московский «Старт», Саранский, Запорожский и Херсонские заводы.

Внимательный читатель обратит внимание на отсутствие в списке завода №382 «Плутон», известного как производителя популярных диодов Д2, Д9, Д101, транзисторов П4 и П201 – П203.

По решению правительства с 1960 года он не принимал участия в серийном производстве новых приборов, созданных двумя ведущими НИИ после 1959 года. Необходимо было снизить нагрузку на предприятие, чтобы не отвлекать производство  от профильной тематики. Вместе с тем, несколько новых изделий, созданных самостоятельно, вышли из его конструкторского бюро, в частности, специальный вариант Д2 – диод серии 1600.

Такова краткая история создания полупроводниковых диодов и становления отрасли в целом в нашей стране. Конечно, многие факты и события, по разным причинам, не отражены в этом небольшом исследовании, но главное, на что нужно обратить внимание, – это творческая работа большого количества талантливых инженеров, в частности, Александра Никифоровича Пужай, многих техников и рабочих, позволившая поддерживать обороноспособность нашей страны на высоком уровне.

Список использованной литературы

1. А.Н. Пужай.Германиевые диоды.- “Автоматика и телемеханика”, 1956, Том XVII, выпуск 2.
2. А. М. Бройде. Справочник по электровакуумным и полупроводниковым приборам. 1957. (Массовая радиобиблиотека. Вып. 269).
3. Полупроводниковые приборы. – Всесоюзная промышленная выставка. 1957.
4. Журнал «Радио».  1953 год номер 1 стр. 57
5. Терещук Р.М., Домбругов Р.М., Босый Н.Д. Справочник радиолюбителя. Под общ. ред. В.В. Огиевского. – Киев, 1957.
6. Журнал «Радио» 1955 год номера 1, 5, 10.
7. Материалы постоянного хранения Российского государственного архива.

Об авторе: пос. Володарского
Статья публиковалась в журнале «Радио» №4/2020
Помещена в музей с разрешения автора 9 октября 2020

Светодиод АЛ 307 — описание, характеристики, чертежи и фото производства “Планета-СИД”

Светодиод 5 мм aAO.336.076ТУ

Характеристики и модификации

тип type	цвет свечения emission color	цвет корпуса case color	длина волны wave-length nm	cила света luminous intensity min Iv, mcd	прямой ток forward current If, mA	прямое напряжение forward voltage max Vf, V	угол angle 2φ 50%Iv deg.
АЛ307 БМ	красный red	красный с диспергатором red diffused	655	0,9	10	2,0	50
АЛ307 КМ				2,0
АЛ307 ЛМ				6,0
АЛ307 ТМ	оранжевый orange	оранжевый с диспергатором orange diffused	610	0,4	10	2,4	50
АЛ307 РМ				1,5
АЛ307 ММ				6,0
АЛ307 ДМ	желтый yellow	желтый с диспергатором yellow diffused	590	0,4	10	2,4	50
АЛ307 ЕМ				1,5
АЛ307 ЖМ				6,0
АЛ307 ВМ	зеленый green	зеленый с диспергатором green diffused	567	0,4	20	2,4	50
АЛ307 ГМ				1,5
АЛ307 НМ				6,0
АЛ307 ПМ				16,0

Как из обычного диода сделать фотодиод

На самом деле различия между обычным диодов, который используется для выпрямления напряжения, и фотодиодом, регистрирующим световые излучения весьма небольшие. У них примерно один кристал, с одним и тем же принципом работы. Фотодиод также способен выпрямлять напряжение, а обычный диод вполне может регистрировать световые излучения, но для этого его необходимо немного доработать.

Понадобятся следующие детали

Как переделать диод в фотодиод своими руками

Чтобы переделать диод в фотодиод, необходимо удалить оболочку светозащитного корпуса. Для этого берем кусачки и откусываем часть корпуса у диода.

Вот и все. Теперь непрозрачная оболочка не блокирует свет и он спокойно может достигнуть кристала прибора.

Проверка самодельного фотодиода простой схемой

Чтобы проверить работу фотодиода соберем простую схему.
Спаиваем транзисторы в один составной. Эмиттер одного транзистора припаиваем к базе другого.

Припаиваем резистор между коллектором и базой транзистора.

Припаиваем фотодиод между базой и коллектором транзисторов.

Индикатором работы будет служить светодиод. Припаиваем его в схему.

Подаем на схему питание 9 Вольт.

Как видите, светодиод светится, так как через резистор на базу транзистора подается напряжение способное открыть оба транзистора.

Но стоит освятить фотодиод светом, как светодиод тухнет. Так как сопротивление фотодиода уменьшается и транзисторы закрываются.

Конечно, чувствительность самодельного фотодиода крайне мала, но вполне достаточна, чтобы сделать, скажем, самодельный оптрон или применить его в других целях. Кстати, чувствительность у него в инфракрасном диапазоне немного лучше.

Смотрите видео

Также вам должна понравиться статья: 2 мигалки на 220 В без транзисторов – https://sdelaysam-svoimirukami.ru/6136-2-prostejshie-migalki-na-220-v.html

ОСНОВЫ ФОТОДИОДОВ – длинноволновая электроника

Что такое фотодиод?

Фотодиод – это полупроводниковый прибор с P-N переходом, который преобразует фотоны (или свет) в электрический ток. В слое P много дырок (положительно), а в слое N – электронов (отрицательно). Фотодиоды могут быть изготовлены из различных материалов, включая, помимо прочего, кремний, германий и арсенид индия, галлия. Каждый материал обладает разными свойствами, обеспечивающими экономическую выгоду, повышенную чувствительность, диапазон длин волн, низкий уровень шума или даже скорость отклика.

На рисунке 1 показано поперечное сечение типичного фотодиода. Область обеднения образуется в результате диффузии электронов из слоя N в слой P и диффузии дырок из слоя P в слой N. Это создает область между двумя слоями, где отсутствуют свободные носители. Это создает встроенное напряжение для создания электрического поля в области истощения. Это позволяет току течь только в одном направлении (от анода к катоду). Фотодиод может быть смещен в прямом направлении, но генерируемый ток будет течь в противоположном направлении.Вот почему большинство фотодиодов имеют обратное смещение или вообще не смещены. Некоторые фотодиоды не могут быть смещены вперед без повреждения
.

Фотон может ударить атом внутри устройства и высвободить электрон, если у фотона достаточно энергии. Это создает пару электрон-дырка (e- и h +), где дырка – это просто «пустое пространство» для электрона. Если фотоны поглощаются слоями P или N, пары дырок электронов будут рекомбинированы в материалах с выделением тепла, если они находятся достаточно далеко (по крайней мере, на одну длину диффузии) от обедненной области.Фотоны, поглощенные в области истощения (или около нее), будут создавать пары электронных дырок, которые будут перемещаться к противоположным концам из-за электрического поля. Электроны будут двигаться к положительному потенциалу на катоде, а дырки будут двигаться к отрицательному потенциалу на аноде. Эти движущиеся носители заряда образуют ток (фототок) в фотодиоде. На рисунке 1 показаны различные слои фотодиода (P-N переход), а также несколько точек подключения сверху и снизу.

Рисунок 1. Поперечное сечение фотодиода P-N

Область истощения создает емкость в фотодиоде, где границы области действуют как пластины конденсатора с параллельными пластинами. Емкость обратно пропорциональна ширине обедненной области. Напряжение обратного смещения также влияет на емкость области.

Ключевые рабочие характеристики

Существует четыре основных параметра, используемых при выборе правильного фотодиода, а также при выборе обратного смещения фотодиода.

• Отклик (скорость / время) фотодиода определяется емкостью P-N перехода. Это время, необходимое носителям заряда, чтобы пересечь P-N переход. На это напрямую влияет ширина обедненной области.
• Чувствительность – это отношение фототока, генерируемого падающим светом, к мощности падающего света. Обычно это выражается в единицах A / W (превышение тока над мощностью). Типичная кривая чувствительности фотодиода показывает зависимость A / W от длины волны.Это называется квантовой эффективностью.
• Темновой ток – это ток в фотодиоде при отсутствии падающего света. Это может быть одним из основных источников шума в фотодиодной системе. Фототок фонового излучения также может быть включен в это измерение. Фотодиоды обычно помещаются в корпус
  , который не позволяет свету попадать на фотодиод для измерения темнового тока. Поскольку ток, генерируемый фотодиодом, может быть очень небольшим, уровни темнового тока могут скрывать ток, создаваемый падающим светом при низких уровнях освещенности.Темновой ток увеличивается с повышением температуры. Без смещения темновой ток может быть очень низким. Идеальный фотодиод не имел бы темнового тока.
• Напряжение пробоя – это наибольшее обратное напряжение, которое может быть приложено к фотодиоду до экспоненциального увеличения тока утечки или темнового тока. Фотодиоды должны работать ниже этого максимального приложенного обратного смещения, иначе может произойти повреждение фотодиода. Напряжение пробоя уменьшается с повышением температуры.

Другие важные параметры включают материал, размер фотодиода и активной области, а также стоимость. При поиске фотодиодов для исследования или приложения необходимо внимательно отнестись к этому вопросу. Фотодиоды, изготовленные из разных материалов (кремний, германий, фосфид арсенида галлия индия или арсенид галлия индия), имеют разные уровни чувствительности, а также разные скорости и темновой ток. Кремний, например, обеспечивает чувствительность для длин волн от ~ 400 до 1000 нм.Однако он имеет самую высокую чувствительность на более высоких длинах волн (~ 900 нм). Германий, с другой стороны, обеспечивает чувствительность для длин волн от ~ 800 до 1600 нм (с пиком ~ 1400 нм). Материал фотодиода имеет решающее значение при выборе подходящего фотодиода для включения в вашу систему лазерных диодов.

Типы фотодиодов

СОЕДИНЕНИЕ P-N

Это самый простой фотодиод. Физика работы фотодиода на P-N-переходе была рассмотрена ранее.Фотодиоды PIN и APD являются вариациями от P-N перехода.

Область истощения содержит несколько свободных носителей заряда, и шириной области истощения можно управлять, добавляя смещение напряжения.

Ток, проходящий через фотодиод, может течь только в одном направлении в зависимости от материалов, легированных P и N. При обратном смещении ток не будет проходить через фотодиод без падающего света, создающего фототок.

PIN ФОТОДИОД

PIN-фотодиод похож на P-N переход с одним существенным отличием.Вместо того, чтобы размещать слои P и N вместе для создания обедненной области, внутренний слой помещается между двумя легированными слоями. Этот слой показан на Рис. 2 . Этот внутренний слой обладает высоким сопротивлением и увеличивает напряженность электрического поля в фотодиоде. У добавленного внутреннего слоя есть много преимуществ, поскольку область истощения значительно увеличивается.

Емкость перехода уменьшилась, и поэтому скорость фотодиода увеличилась. Увеличенный слой также позволяет увеличить объем преобразования фотонов в электронно-дырочные и повысить квантовую эффективность.

Рисунок 2. Поперечное сечение контактного фотодиода

Фотодиоды

PIN также обладают высокой частотной характеристикой. Основное преимущество PIN-фотодиода по сравнению с P-N переходом – это высокая скорость отклика от увеличенной области обеднения.

ФОТОДИОД ЛАВИНЫ

Лавинные фотодиоды (APD) используют ударную ионизацию (лавинный эффект) для создания внутреннего усиления материала. Для APD требуется высокое обратное смещение (близкое к обратному напряжению пробоя).Каждый фото-сгенерированный носитель создает больше пар и, таким образом, умножается на лавинный пробой. Это создает внутреннее усиление фотодиода, что, в свою очередь, увеличивает эффективную чувствительность (больший ток
, генерируемый на фотон). На рис. 3 показано поперечное сечение ЛФД.

Типичный диапазон спектрального отклика составляет около 300 – 1100 нм. Текущий шум в APD выше, чем в фотодиоде PIN, но усиление сигнала намного больше, что делает отношение сигнал / шум выше в APD. APD обычно имеют более высокую скорость отклика и способность обнаруживать или измерять свет на более низких уровнях.

Рисунок 3. Поперечное сечение APD

Режимы работы

РЕЖИМ «ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ» БЕЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

Фотодиоды

могут работать без смещения напряжения. APD предназначены для обратного смещения, поэтому этот раздел будет иметь отношение к фотодиодам P-N и PIN. Без добавления напряжения на переходе темновой ток может быть чрезвычайно низким (близким к нулю).Это снижает общий шумовой ток системы. Таким образом, несмещенные фотодиоды P-N или PIN лучше подходят для приложений с низким уровнем освещенности по сравнению с работой со смещением обратного напряжения. (ЛФД с обратным смещением по-прежнему обеспечивает более высокую чувствительность, чем фотодиоды P-N или PIN для приложений с низким освещением.) Фотодиоды без смещения также могут хорошо работать для низкочастотных приложений (до 350 кГц). Несмещенный режим (где V = 0) можно увидеть на рисунке 4 между режимом прямого смещения (зеленым) и режимом обратного смещения (синим). График показывает очень мало темнового тока, если он вообще есть, без смещения, что можно увидеть по отсутствию тока на пересечении кривой ВАХ при V = 0.

Когда светится фотодиод, электрическое поле в обедненной области увеличивается. Это создает фототок, который увеличивается с увеличением потока фотонов. Это чаще всего наблюдается в солнечных элементах, где генерируемое напряжение измеряется между двумя клеммами.

По сравнению с режимом смещения, фотоэлектрический режим имеет меньшее изменение чувствительности фототока в зависимости от температуры.

Основным недостатком объективных фотодиодов является низкая скорость отклика. Без смещения к системе емкость фотодиода максимальна, что приводит к снижению скорости.

РЕЖИМ «ФОТОПРОВОДЯЩИЙ» ОБРАТНОЕ СМЕЩЕНИЕ

Когда фотодиод имеет обратное смещение, на переход P-N подается внешнее напряжение. Отрицательный вывод подключается к положительному слою P, а положительный вывод подключается к отрицательному слою N. Это заставляет свободные электроны в слое N притягиваться к положительному выводу, а дырки в слое P – к отрицательному выводу.Когда на фотодиод подается внешнее напряжение, свободные электроны начинаются с отрицательного вывода и сразу заполняют дырки в P-слое электронами. Это создает в атомах отрицательные ионы с дополнительными электронами. Затем заряженные атомы противодействуют потоку свободных электронов к P-слою. Точно так же дырки производят положительные ионы примерно так же, но в противоположном направлении. При обратном смещении ток будет течь только через фотодиод, а падающий свет будет создавать фототок.

Обратное смещение приводит к увеличению потенциала в области истощения и увеличению ширины области истощения. Это идеально подходит для создания большой площади для поглощения максимального количества фотонов.

Время отклика сокращается за счет обратного смещения за счет увеличения размера обедненного слоя. Эта увеличенная ширина уменьшает емкость перехода и увеличивает скорость дрейфа носителей в фотодиоде. Время доставки перевозчиков сокращается, улучшая время отклика.

К сожалению, увеличение тока смещения увеличивает темновой ток. Этот шум может быть проблемой для очень чувствительных систем, использующих фотодиоды P-N или PIN. Это мешает работе в условиях низкой освещенности. При использовании ЛФД отношение сигнал / шум будет большим независимо от коэффициента усиления фотодиода. Поскольку фотон идеально поглощается в обедненной области, слой P может быть очень тонким. Это можно сбалансировать с помощью обратного смещения, чтобы создать оптимальный фотодиод с более быстрым временем отклика при сохранении как можно более низкого уровня шума.

Еще одним преимуществом работы с обратным смещением является линейный выход (прямая линия в синей части , рис. 4 ) фотодиода по отношению к освещению. Это просто означает, что напряжение и ток изменяются линейно (прямо пропорционально) с увеличением оптической мощности. Также можно увидеть нелинейность участка прямого смещения (зеленого цвета).

Рисунок 4 показывает участок обратного смещения (синий) с напряжением пробоя рядом с ним (красным).Фотодиоды не должны работать сверх напряжения пробоя. Это повредит фотодиод.

Рисунок 4. ВАХ фотодиодов. I ₀ – Темновой ток. I _P – фототок. P показывает ток при разных уровнях освещенности (P ₀ – отсутствие падающего света).

Интеграция с лазерным диодом

Контрольный фотодиод часто интегрируется в корпус лазерного диода производителем лазерного диода. Он производит ток, частично пропорциональный выходной оптической мощности лазерного диода.Если в качестве обратной связи используется ток фотодиода, система управления будет пытаться поддерживать постоянный ток фотодиода (и, следовательно, оптическую мощность лазерного диода). Выходной сигнал регулируемого источника тока будет изменяться, чтобы поддерживать уровень оптической мощности одинаковым (это называется режимом постоянной мощности (CP)). Ток фотодиода и выходная мощность лазерного диода связаны передаточной функцией, приведенной в техническом описании лазерного диода.

Фотодиоды могут не только контролировать выходную мощность постоянного или непрерывного излучения лазера, подавая ток обратно в лазерную систему, они также могут проверять форму лазерного импульса и регистрировать пиковую мощность лазерного импульса.

Информация в таблицах данных для фотодиодов включает четыре основных компонента, обсуждавшихся ранее, тип фотодиода, длины волн пиковой чувствительности и, самое главное, размер и стоимость.

Фотодиоды, которые уже встроены в систему лазерных диодов, могут иметь ограниченные возможности и информацию. В технических паспортах лазеров обычно указывается максимальное обратное напряжение, а иногда и чувствительность фотодиода.

Если характеристики фотодиода чрезвычайно важны для конструкции вашего лазера, для удовлетворения ваших потребностей могут потребоваться специальные сборки или сборки.

Сводка

При принятии решения об обратном смещении фотодиода все сводится к уравновешиванию скорости и шума и принятию решения о том, что является наиболее важным. Если ваше приложение зависит от чрезвычайно низкого уровня шума и низкого темнового тока, вам следует отказаться от смещения фотодиода. Если скорость является вашей главной заботой, вы должны выбрать обратное смещение вашего фотодиода, поскольку время отклика улучшается. Другими словами, если ваше приложение
основано на точности, фотоэлектрический режим лучше подойдет вам.Если ваше приложение основано на скорости (высокой), режим фотопроводимости или режим с обратным смещением лучше подходят для этой области.

Обратное смещение фотодиода будет намного более отзывчивым, чем режим без смещения. При работе в фотоэлектрическом режиме может потребоваться усиление отклика.

Тип фотодиода также может повлиять на ваше решение о смещении. Некоторые типы фотодиодов могут иметь только обратное смещение, а другие могут иметь усиление отклика внутри системы. ЛФД будут эффективны в условиях низкой освещенности, когда чувствительность критична, но они дороги, фотодиоды P-N представляют собой самую простую конструкцию и не используются широко, а фотодиоды с PIN-кодом являются наиболее распространенными и самыми дешевыми фотодиодами с очень низким уровнем шума.Как обсуждалось ранее, материалы, размер и стоимость также влияют на тип фотодиода, необходимого для данного приложения. Таблица 1 показывает упрощенную диаграмму, сравнивающую три разных фотодиода.

Таблица 1. Сравнительная таблица

	P-N	ПИН	APD
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ	Лучшее	Хорошо	Плохо
ОБРАТНОЕ СМЕЩЕНИЕ	Хорошо	Лучшее	Хорошо
НИЗКИЙ СВЕТ	Плохо	Хорошо	Лучшее
СТОИМОСТЬ	Лучшее	Хорошо	Плохо
НИЗКИЙ ШУМ	Хорошо	Лучшее	Плохо

Фотодиоды

• Изучив этот раздел, вы должны уметь:
• Опишите различные методы работы фотодиода:
• • Фотоэлектрические.
• • Фотопроводящий.
• Опишите основную конструкцию фотодиодов.
• Опишите работу различных типов фотодиодов:
• • Фотопроводящие диоды.
• • Фотодиоды PIN.
• • Лавинные фотодиоды.
• Опишите типичные ограничения в работе фотодиода.
• • Темновой ток.
• • Шум.
• Опишите причину выбора обычных материалов, используемых в конструкции фотодиодов.
• • Кремний.
• • Германий.
• • Арсенид галлия.
• • Арсенид индия-галлия.

Рис. 2.7.1 Фотоэлектрические диоды

(солнечные панели)

Основы фотодиода

Фотодиоды в основном обладают противоположным эффектом по сравнению с светодиодами и лазерными диодами. Вместо того, чтобы использовать электрический ток, чтобы заставить электроны и дырки объединяться для создания фотонов, фотодиоды поглощают световую энергию (фотоны) для генерации электронно-дырочных пар, создавая поток электрического тока.

Рис. 2.7.2 Типичные фотопроводящие диоды

Семейства фотодиодов

Два основных метода получения электричества из света с использованием фотодиодов – это фотоэлектрический и фотопроводящий. В обоих методах используются светочувствительные полупроводниковые диоды, главное отличие состоит в том, что фотоэлектрические устройства, в основном используемые в солнечных батареях (рис.2.7.1) не используют какое-либо напряжение смещения, приложенное к диоду, но в режиме фотопроводимости (рис. 2.7.2) фотодиоды имеют обратное напряжение смещения, подаваемое от какого-либо внешнего источника.

Применение фотодиодов

Фотопроводящие диоды используются в электронных системах, таких как оптоволоконная связь (этот текст был доставлен вам с использованием фотодиодов). В камерах используются фотодиоды для измерения света, а также для управления затвором, фокусировкой и вспышкой. Медицинское использование включает обнаружение рентгеновских лучей и измерение пульса.Фотопроводящие диоды являются предпочтительным выбором для многих промышленных систем, где необходимо измерять свет, от сканеров штрих-кода и датчиков положения до детекторов дыма и геодезических инструментов. В приложениях, связанных с высокочастотными изменениями уровня освещенности, таких как волоконно-оптическая связь, важно поддерживать минимальную емкость перехода диода, поскольку довольно малая емкость удаляет более высокие частоты и серьезно снижает эффективность приемника фотодиода.Поэтому фотопроводящие диоды изготавливаются небольших физических размеров, которые генерируют очень небольшие количества электрического тока. Фотоэлектрические диоды, напротив, производятся в виде солнечных панелей очень большого размера, чтобы максимально повысить эффективность сбора света. Солнечные панели обязательно имеют гораздо большую емкость перехода, чем фотопроводящие устройства, но их эффективность не снижается, поскольку они предназначены для выработки (гораздо большего) электрического тока при постоянном токе (0 Гц).

Фиг.2.7.3 Базовая конструкция фотодиода

Конструкция фотодиода

Типичная конструкция фотодиода показана на рис. 2.7.3. В этом примере используется метод построения, называемый ионной имплантацией, где поверхность слоя N-типа бомбардируется ионами кремния P-типа для получения слоя P-типа толщиной около 1 мкм (микрометра). Во время формирования диода электроны из слоя N-типа притягиваются к материалу P-типа, а дырки из P-типа притягиваются к слою N-типа, что приводит к удалению свободных носителей заряда вблизи PN-перехода, создавая таким образом слой истощения (показан белым на рис.2.7.3).

Верхняя часть диода (обращенная к свету) защищена слоем диоксида кремния (SO ₂ ), в котором есть окно, через которое свет падает на полупроводник. Это окно покрыто тонким антибликовым слоем нитрида кремния (SiN), чтобы обеспечить максимальное поглощение света, а анодное соединение алюминия (Al) обеспечено для слоя P-типа. Под слоем типа N находится более сильно легированный слой N +, обеспечивающий низкоомное соединение с катодом.

Работа фотодиода

Фиг.2.7.4 Фотоны создают пары электрон / дырка

Рис. 2.7.5 Дырки и электроны притягиваются

обратным смещением

Рис. 2.7.6 Отверстия и электроны образуют

Фотоэлектрический ток

Для диода, работающего в режиме фотопроводимости, обычно используют обратное смещение, подавая напряжение постоянного тока, чтобы сделать катод более положительным, чем анод. Это приводит к расширению обедненного слоя, как показано на фиг. 2.7.4 и 2.7.5.

Поскольку слои P и N с обедняющим слоем между ними эффективно образуют конденсатор, расширение обедненного слоя снижает емкость PN перехода и увеличивает максимальную частоту, на которой может работать диод; желательное свойство, особенно в фотодиодах, которые работают как приемники цифровой информации.

Когда поверхность фотодиода освещена, как показано на рис. 2.7.4, фотоны поглощаются внутри диода и, в основном в обедненном слое, возбуждают энергию отрицательных электронов в валентном слое атомов, чтобы перейти на более высокий энергетический уровень в зона проводимости атома.

Рис. 2.7.7 Диаграмма энергетических диапазонов

действия фотодиода

Это оставляет положительно заряженные дырки в валентной зоне, создавая “пары электрон / дырка” в обедненном слое. Некоторые пары электронных дырок также образуются в слоях P и N, но, кроме тех, которые образуются в слоях N диффузионной области, большая часть будет повторно поглощаться в материалах P и N в виде тепла. Электроны в обедненном слое затем перемещаются к положительному потенциалу на катоде, а дырки перемещаются к отрицательному потенциалу на аноде, создавая фототок, как показано на рис.2.7.6.

Хотя фиг. 2.7.4–2.7.6 показывают различные этапы преобразования световой энергии в электрический ток, следует понимать, что все эти этапы происходят одновременно и как непрерывный процесс, пока освещается принимающая поверхность фотодиода. Альтернативный способ проиллюстрировать действие фотодиода – использовать энергетическую диаграмму, как показано на рис. 2.7.7. Это отображает уровни энергии валентной зоны и зоны проводимости атома (кремния) на вертикальной оси диаграммы в зависимости от расстояния между анодом и катодом фотодиода на горизонтальной оси.

На рис. 2.7.7 фотоны, падающие на атомы в обедненном слое и диффузионные области слоев P и N, показаны как небольшие вспышки энергии, каждая из которых побуждает электрон прыгать (вертикальные синие стрелки) на более высокий энергетический уровень. зона проводимости. Обратите внимание, что пары электрон / дырка, созданные в теле слоев P и N, повторно поглощаются в виде тепла. Как только электроны и дырки разделены, обратное смещение, приложенное к аноду и катоду диода, вступает во владение, перемещая электроны к (положительному) катоду, а дырки – к (отрицательному) аноду (большие синие и красные стрелки).

Рис. 2.7.8 PIN Фотодиод

Уменьшение емкости перехода

Фотодиод PIN

В этом фотодиоде используется слой собственного (нелегированного или иногда слегка легированного N-) полупроводника между слоями P и N, см. Рис. 2.7.8. Это приводит к уменьшению емкости PN-перехода и, следовательно, к повышению максимальной скорости переключения, особенно подходящей для оптоволоконной связи. Сравнительно глубокий внутренний слой также обеспечивает больший объем для преобразования фотонов в электроны / дырки.

Фотодиоды

PIN используются в фотопроводящем режиме с приложенным обратным смещением, соотношение между количеством принимаемого света и производимым электрическим током практически линейно, и они также относительно стабильны в своем нормальном температурном диапазоне.

Темновой ток и шум

Рис. 2.7.9 Темновой ток и шум

Ток, создаваемый фотодиодным процессом, чрезвычайно мал, в диапазоне от наноампер (нА) до нескольких микроампер (мкА), и хотя соотношение между количеством света, падающего на фотодиод, и производимым током довольно линейное. , в условиях очень низкой освещенности создаваемый фототок маскируется нормальным обратным током утечки из-за тепловой активности внутри атомной структуры диода. Этот ток называется «темновым током», поскольку он все еще присутствует, когда диод не светится.

Малое значение фотоэлектрического тока, создаваемого фотодиодом, и наличие термически создаваемого темнового тока, приводят к тому, что полезный диапазон фотодиода значительно ограничивается при низких уровнях освещенности.

Из-за чрезвычайно низких уровней сигнала, получаемого от фотодиодов, возникновение теплового шума также является проблемой, особенно там, где фотодиоды могут использоваться для обнаружения низких уровней освещенности.«Минимальный полезный ток» для обнаружения света – это фототок, который равен темновому току плюс термический шум, создаваемый диодом, как показано на рис. 2.7.9.

Рис. 2.7.10 Трансимпедансный фотодиодный усилитель

Обычно очень слабый ток сигнала от фотодиода каким-то образом усиливается, на рис. 2.7.10 показана типичная схема усилителя с трансимпедансным операционным усилителем. Этот усилитель имеет низкий входной импеданс и преобразует небольшие колебания тока на его входе в гораздо большие колебания напряжения на выходе. Коэффициент усиления усилителя устанавливается значением R _f , а C _f помогает избежать нестабильности. Однако также полезно создать в фотодиоде максимально возможную амплитуду тока сигнала, прежде чем он будет усилен внешней схемой. Поскольку любой электронный усилитель также вносит некоторый шум, один из ответов на это – использование самого фотодиода для получения полезной степени усиления; это цель лавинного фотодиода.

Фиг.2.7.11 Лавинный фотодиод

Лавинные фотодиоды

Назначение лавинного фотодиода – обеспечить начальное усиление фототока внутри самого диода. Это достигается за счет работы с гораздо большим обратным смещением, чем у других фотодиодов. Это может означать, что диод работает вблизи зоны обратного пробоя своих характеристик. На рис. 2.7.11 показана одна из типичных структур лавинного фотодиода. Обратите внимание, что анод P + сделан отрицательным, а катодный слой N + – положительным, чтобы обеспечить обратное смещение.

Использование такого высокого напряжения обратного смещения (обычно 20 В или более) обеспечивает широкий обедненный слой, который формирует большую область сбора, где фотоны создают пары электрон / дырка. Это высокое напряжение на обедненном слое также создает сильное электрическое силовое поле, которое ускоряет электроны в направлении положительного потенциала на катоде (и дырок в направлении анода).

Усиление ударной ионизацией

Обратите внимание на легирование, используемое для различных слоев фотодиода.Слой N + непосредственно под антибликовым слоем сильно легирован. Под ним находится нормально легированный слой P, образующий PN переход диода; Основная часть диода представляет собой слаболегированный слой P− с сильно легированным слоем P + рядом с соединением анода.

Рис. 2.7.12 Ударная ионизация

Уровень легирования полупроводника влияет на его сопротивление, причем более сильно легированные слои имеют наименьшее сопротивление. При определенном значении тока, протекающего через слои диода, которые, по сути, представляют собой серию сопротивлений разного значения, возникают разные значения напряжения на разных слоях.Это создает неравномерное электрическое силовое поле на диоде, как показано на рис. 2.7.12.

Чем больше напряженность электрического поля, тем большее ускорение дается электронам в полупроводнике. Внизу диаграммы (рис. 2.7.9) сильно легированный слой P + рядом с анодом диода имеет низкое сопротивление, что способствует эффективному соединению с металлическим анодным соединителем. В обедненной области сопротивление P- полупроводника выше, обеспечивая достаточную напряженность поля для ускорения электронно-дырочных пар, созданных фотонами.Из-за глубины этой области необходимо как можно быстрее перемещать носители заряда (электроны и дырки), чтобы фотодиод быстро реагировал на изменение уровня света.

Поскольку электроны притягиваются к зоне лавины вокруг более сильно легированного перехода P N +, более высокое сопротивление этих слоев создает более высокое напряжение и, следовательно, более высокую напряженность поля, что еще больше ускоряет электроны. Когда эти сильно ускоренные электроны сталкиваются с валентными электронами в атомах полупроводникового материала, они заставляют эти ранее связанные валентные электроны прыгать в зону проводимости, создавая дополнительные носители заряда.Эти новые носители заряда (электроны) теперь также обладают достаточной энергией, чтобы вытеснить больше электронов ударом и т. Д., Создавая лавину дополнительных электронов, что, конечно же, создает дополнительный ток.

С помощью этого метода, называемого ударной ионизацией, был эффективно усилен исходный очень небольшой ток, создаваемый фотонами. Величина усиления зависит от ускоряющего напряжения, которое может находиться в диапазоне от примерно 20 В до нескольких сотен вольт. Дополнительными факторами, влияющими на усиление, являются толщина области лавины и количество электронов, участвующих в процессе ударной ионизации.

Поскольку количество ударов является случайным, величина усиления за любой короткий период времени будет варьироваться, и поэтому может быть указана только как среднее значение. Также из-за случайного характера воздействия фотонов выходной ток будет иметь тенденцию быть шумным из-за быстрых колебаний усиления.

Лавинные фотодиоды не имеют такой хорошей линейной зависимости между получаемым светом и производимым током, как другие уже описанные фотопроводящие диоды, но это не обязательно является серьезным недостатком в их основном применении, которое является приемником цифровой информации в оптоволоконном кабеле. коммуникации и другие приложения для высокоскоростной коммутации.

Фотодиодные материалы

Фотодиоды

используют в своей конструкции различные полупроводниковые материалы, главным образом для того, чтобы позволить производителям изготавливать ряд фотодиодов, которые реагируют на различные части видимого спектра, а также на ультрафиолетовые и инфракрасные длины волн. На рис. 2.7.13 показаны приблизительные длины волн, охватываемые некоторыми распространенными полупроводниковыми материалами, используемыми для фотодиодов.

Рис. 2.7.13 Приблизительные диапазоны длин волн обычных фотодиодных материалов

Кремниевые фотодиоды

Фиг.2.7.14 Относительная чувствительность фотодиодных полупроводников

Кремниевые (Si) фотодиоды

популярны для оптических приемников данных, поскольку они могут изготавливаться с низким значением емкости перехода, что делает их пригодными для приема цифровых данных с частотами до нескольких гигагерц. Они также генерируют относительно небольшое количество шума темнового тока. Однако они также имеют худшую скорость поглощения фотонов, чем некоторые другие материалы, что снижает их чувствительность.

Хотя кремний можно использовать в широком диапазоне длин волн, от ультрафиолетового (с использованием специально разработанных УФ-версий) до инфракрасных длин волн, кремниевые фотодиоды наиболее полезны в диапазоне от 800 до 900 нм, как показано на рис.2.7.14.

Германиевые фотодиоды

Хотя германий (Ge) был заменен во многих применениях диодов, он полезен в фотодиодах, поскольку он обеспечивает светочувствительность на длинах волн более 900 нм, где кремний менее чувствителен, а германий дешевле, чем арсенид индия-галлия (InGaAs), что делает его полезен в фотодиодах с большими областями обнаружения (диаметром до 1 см). Однако германиевые фотодиоды обычно имеют более высокий уровень темнового тока и создают сравнительно больше шума, чем кремний или арсенид галлия-индия, уровень шума также увеличивается при более высоких температурах.

Фотодиоды на основе арсенида индия и галлия

Фотодиоды

, использующие арсенид индия-галлия, обеспечивают дополнительную чувствительность в условиях низкой освещенности, особенно на длинах волн в инфракрасной области, по сравнению с кремнием или германием. Они производят менее половины шума и более стабильны в широком диапазоне температур, чем германий.

Начало страницы

| Хамамацу Фотоникс

Этот веб-сайт или его сторонние инструменты используют файлы cookie, которые необходимы для его функционирования и необходимы для достижения целей, проиллюстрированных в настоящей политике использования файлов cookie.Закрыв баннер с предупреждением о файлах cookie, прокручивая страницу, щелкая ссылку или продолжая просмотр иным образом, вы соглашаетесь на использование файлов cookie.

Hamamatsu использует файлы cookie, чтобы сделать ваше пребывание на нашем веб-сайте более удобным и обеспечить его функционирование.

Вы можете посетить эту страницу в любое время, чтобы узнать больше о файлах cookie, получить самую последнюю информацию о том, как мы используем файлы cookie, и управлять настройками файлов cookie. Мы не будем использовать файлы cookie для каких-либо целей, кроме указанных, но обратите внимание, что мы оставляем за собой право обновлять наши файлы cookie.

Чтобы современные веб-сайты работали в соответствии с ожиданиями посетителей, им необходимо собрать определенную базовую информацию о посетителях. Для этого сайт создает небольшие текстовые файлы, которые размещаются на устройствах посетителей (компьютерных или мобильных) – эти файлы известны как файлы cookie, когда вы заходите на сайт. Файлы cookie используются для обеспечения функциональности и эффективности веб-сайтов. Файлы cookie уникально назначаются каждому посетителю и могут быть прочитаны только веб-сервером в домене, который отправил файл cookie посетителю. Файлы cookie не могут использоваться для запуска программ или доставки вирусов на устройство посетителя.

Файлы cookie

выполняют различные функции, которые делают работу в Интернете более удобной и интерактивной. Например, файлы cookie используются для запоминания предпочтений посетителей на сайтах, которые они часто посещают, для запоминания языковых предпочтений и для более эффективной навигации между страницами. Большая часть, хотя и не все, собранные данные являются анонимными, хотя некоторые из них предназначены для выявления шаблонов просмотра и приблизительного географического местоположения, чтобы улучшить впечатления посетителей.

Для определенных типов файлов cookie может потребоваться согласие субъекта данных перед их сохранением на компьютере.

2. Какие бывают типы файлов cookie?

Этот веб-сайт использует два типа файлов cookie:

1. Основные файлы cookie. Для нашего веб-сайта основные файлы cookie контролируются и обслуживаются Hamamatsu. Никакие другие стороны не имеют доступа к этим файлам cookie.
2. Сторонние файлы cookie. Эти файлы cookie реализуются организациями за пределами Хамамацу. У нас нет доступа к данным в этих файлах cookie, но мы используем эти файлы cookie, чтобы улучшить общее впечатление от веб-сайта.

3. Как мы используем файлы cookie?

Этот веб-сайт использует файлы cookie для следующих целей:

1. Для работы нашего веб-сайта необходимы определенные файлы cookie. Это строго необходимые файлы cookie, которые необходимы для обеспечения доступа к веб-сайту, поддержки навигации или предоставления соответствующего контента.Эти файлы cookie направляют вас в нужную страну и поддерживают безопасность и электронную торговлю. Строго необходимые файлы cookie также обеспечивают соблюдение ваших настроек конфиденциальности. Без этих строго необходимых файлов cookie большая часть нашего веб-сайта не будет работать.
2. Аналитические файлы cookie используются для отслеживания использования веб-сайта. Эти данные позволяют нам улучшить удобство использования, производительность и администрирование нашего веб-сайта. В наших аналитических файлах cookie мы не храним никакой личной идентифицирующей информации.
3. Функциональные файлы cookie.Они используются, чтобы узнать вас, когда вы вернетесь на наш сайт. Это позволяет нам персонализировать наш контент для вас, приветствовать вас по имени и запоминать ваши предпочтения (например, ваш выбор языка или региона).
4. Эти файлы cookie записывают ваше посещение нашего веб-сайта, страницы, которые вы посетили, и ссылки, по которым вы переходили. Мы будем использовать эту информацию, чтобы наш веб-сайт и отображаемая на нем реклама соответствовали вашим интересам. Мы также можем передавать эту информацию третьим лицам с этой целью.

Файлы cookie помогают нам помочь вам. С помощью файлов cookie мы узнаем, что важно для наших посетителей, а также разрабатываем и улучшаем контент и функции веб-сайта, чтобы обеспечить вам удобство использования. Доступ к большей части нашего веб-сайта можно получить, если файлы cookie отключены, однако некоторые функции веб-сайта могут не работать. И мы считаем, что ваши текущие и будущие посещения будут улучшены, если будут включены файлы cookie.

4. Какие файлы cookie мы используем?

Есть два способа управлять настройками файлов cookie.

1. Вы можете установить настройки файлов cookie на своем устройстве или в браузере.
2. Вы можете установить свои предпочтения в отношении файлов cookie на уровне веб-сайта.

Если вы не хотите получать файлы cookie, вы можете изменить свой браузер так, чтобы он уведомлял вас об отправке файлов cookie, или вы можете полностью отказаться от файлов cookie. Вы также можете удалить уже установленные файлы cookie.

Если вы хотите ограничить или заблокировать файлы cookie веб-браузера, установленные на вашем устройстве, вы можете сделать это в настройках своего браузера; функция справки в вашем браузере должна подсказать вам, как это сделать.Кроме того, вы можете посетить сайт www.aboutcookies.org, который содержит исчерпывающую информацию о том, как это сделать в самых разных браузерах для настольных компьютеров.

5. Что такое Интернет-теги и как мы используем их с файлами cookie?

Иногда мы можем использовать интернет-теги (также известные как теги действий, однопиксельные GIF-файлы, прозрачные GIF-файлы, невидимые GIF-файлы и GIF-файлы размером 1 на 1) на этом сайте и можем развертывать эти теги / файлы cookie через стороннего рекламного партнера. или партнер по веб-аналитике, который может находиться и хранить соответствующую информацию (включая ваш IP-адрес) в другой стране.Эти теги / файлы cookie размещаются как в онлайн-рекламе, которая приводит пользователей на этот сайт, так и на разных страницах этого сайта. Мы используем эту технологию для измерения откликов посетителей на наши сайты и эффективности наших рекламных кампаний (в том числе, сколько раз открывается страница и с какой информацией обращаются), а также для оценки использования вами этого веб-сайта. Сторонний партнер или партнер службы веб-аналитики может собирать данные о посетителях нашего и других сайтов с помощью этих интернет-тегов / файлов cookie, может составлять для нас отчеты о деятельности веб-сайта и может предоставлять дополнительные услуги, связанные с использование веб-сайта и Интернета.Они могут предоставлять такую ​​информацию другим сторонам, если это требуется по закону или если они нанимают другие стороны для обработки информации от их имени.

Если вы хотите получить дополнительную информацию о веб-тегах и файлах cookie, связанных с онлайн-рекламой, или отказаться от сбора этой информации третьими сторонами, посетите веб-сайт Network Advertising Initiative http://www.networkadvertising.org.

6. Аналитические и рекламные файлы cookie

Мы используем сторонние файлы cookie (например, Google Analytics) для отслеживания посетителей нашего веб-сайта, получения отчетов о том, как посетители используют веб-сайт, а также для информирования, оптимизации и показа рекламы на основе чьих-либо прошлых посещений нашего веб-сайта.

Вы можете отказаться от файлов cookie Google Analytics на веб-сайтах, предоставленных Google:

https://tools.google.com/dlpage/gaoptout?hl=en

Как предусмотрено в настоящей Политике конфиденциальности (статья 5), вы можете узнать больше о файлах cookie отказа на веб-сайте Network Advertising Initiative:

http://www.networkadvertising.org

Сообщаем вам, что в таком случае вы не сможете полностью использовать все функции нашего сайта.

Разница между фотодиодом и фототранзистором (со сравнительной таблицей)

Одно из основных различий между фотодиодом и фототранзистором заключается в том, что в фотодиоде используется диод с PN-переходом, который преобразует энергию света в электрический ток, тогда как в фототранзисторе используется обычный транзистор (транзистор NPN) для преобразования света в ток.Некоторые другие различия между фотодиодом и фототранзистором показаны в сравнительной таблице.

И фотодиод, и фототранзистор работают по принципу внутреннего фотоэлектрического эффекта. В фотодиоде используется обычный диод с PN переходом, который имеет два вывода, а именно катод и анод. А в фототранзисторе используется обычный транзистор. Единственная разница между транзистором и фототранзистором заключается в том, что у фототранзистора нет клеммы базы. Базовая сторона фототранзистора улавливает свет от источника.

Содержание: Фотодиод против фототранзистора

1. Таблица сравнения
2. Определение
3. Ключевые отличия
4. Заключение

Сравнительная таблица

Основа для сравнения	Фотодиод	Фототранзистор
Определение	Это тип диода с PN-переходом, который генерирует электрический ток, когда свет или фотон падает на их поверхность.	Это тип транзистора, который преобразует световую энергию в электрическую
Символ
Генерирует	Ток	Ток и напряжение
Отклик на выходе	Быстро	Медленно
Чувствительность	Меньше	Больше
Смещение	Как прямое, так и обратное смещение.	Прямое смещение (эмиттер более отрицательный по сравнению с коллектором.)
Использует	Для выработки солнечной энергии, для обнаружения ультрафиолетовых или инфракрасных лучей, для измерения света и т. Д.	Детектор дыма, проигрыватели компакт-дисков, приемник невидимого света, в лазере и т. Д.

Определение фотодиода

Фотодиод – это полупроводниковый диод, который преобразует свет в электрический ток.Этот тип диода еще называют фотодетектором или датчиком света. Он работает как с обратным, так и с прямым смещением. Небольшой ток утечки течет в обратном направлении, даже если на него не падает свет. Сила тока в диоде прямо пропорциональна интенсивности поглощаемого им света.

Фотодиод используется в коммутационной цепи и в электронных устройствах, таких как детектор дыма, проигрыватели компакт-дисков, в люксметре и т. Д. Принципиальная схема фотодиода показана на рисунке ниже.Стрелка показывает положительный вывод фотодиода, а база показывает отрицательный вывод диода.

Работа фотодиода зависит от силы попадания на него света. Свет, падающий на диод, уменьшает ширину их обедненной области, и, следовательно, электроны и дырка начинают перемещаться по этой области. Электрон движется к катоду, а дырка движется к аноду. Из-за этого в нем индуцируется ток.

Определение фототранзистора

Фототранзистор представляет собой полупроводниковое устройство с двумя или тремя выводами, которое преобразует световую энергию в электрический ток или напряжение.Это транзистор специальной конструкции со светочувствительной базой. Когда свет падает на базу NPN-транзистора, возникает ток базы. Величина тока зависит от силы падающего на него света. Фототранзистор усиливает входной свет, а выходной ток получается от коллектора транзистора.

Условное обозначение схемы фототранзистора показано на рисунке ниже. Стрелка показывает световую энергию, падающую на их базовую поверхность.

Фототранзистор заключен внутри непрозрачного контейнера, так что световые частицы или фотоны легко достигаются на их поверхности. Коллекторная область фототранзистора велика по сравнению с обычным транзистором, потому что она сделана из тяжелого диффузного полупроводникового материала.

Когда база фототранзистора поглощает свет, они высвобождают электронно-дырочные пары. Из-за этой пары дырок обедненный слой диода уменьшается, и электрон начинает перемещаться от эмиттера в область коллектора.При небольшом количестве световой энергии транзистор усиливает большой ток коллектора.

Ключевые различия между фотодиодом и фототранзистором

1. Фотодиод – это полупроводниковое устройство, преобразующее энергию света в электрический ток. В то время как фототранзистор использует транзистор для преобразования световой энергии в электрический ток.
2. Фототранзистор генерирует ток, тогда как фотодиод вырабатывает как напряжение, так и ток.
3. Реакция фотодиода намного быстрее, чем у фототранзистора.
4. Фотодиод менее чувствителен по сравнению с фототранзистором, поскольку фототранзистор производит большой выходной ток.
5. Фотодиод работает как в прямом, так и в обратном смещении, тогда как фототранзистор работает в прямом смещении. Эмиттер фототранзистора является отрицательным по сравнению с областью коллектора.
6. Фотодиод используется в солнечной электростанции, в люксметре и т. Д.тогда как фототранзистор используется для обнаружения света.

Заключение

И фотодиод, и фотодиод преобразуют световую энергию в электрическую. Но фототранзистор более чувствителен по сравнению с фотодиодом из-за использования транзистора. Транзистор усиливает базовый ток, который возникает из-за поглощения света, и, следовательно, большой выходной ток получается через вывод коллектора. Временной отклик фотодиода намного быстрее, чем у фототранзистора, и, следовательно, он используется в цепи, где колебания происходит.

Фотодиод

– символ, работа и типы

Введение

А Фотодиод – это p-n-переход или штыревой полупроводниковый прибор, который потребляет световую энергию для выработки электрического тока. Это также иногда называют фотодетектором, фотодатчиком или светом. детектор.

Фотодиоды находятся специально предназначен для работы в условиях обратного смещения.Обратное смещение означает, что сторона p фотодиода подключена к отрицательная клемма аккумулятора и n-сторона подключена к положительный полюс аккумуляторной батареи.

Фотодиод очень чувствителен к свету, поэтому, когда свет или фотоны падают на Фотодиод легко преобразует свет в электрический ток. Солнечный элемент также известен как фотодиод большой площади, потому что он преобразует солнечную или световую энергию в электрическую.Однако солнечная батарея работает только при ярком свете.

строительство и работа фотодиода почти аналогична нормальному p-n переходной диод. PIN (p-тип, внутренний и n-тип) структура в основном используется для построения фотодиода вместо структуры соединения p-n (p-тип и n-тип), потому что Структура PIN-кода обеспечивает быстрое время отклика. PIN-фотодиоды в основном используется в высокоскоростных приложениях.

В нормальный диод p-n переход, напряжение используется как энергия источник для выработки электрического тока, тогда как в фотодиоды, как напряжение, так и свет используются в качестве источника энергии для выработки электрического тока.

Фотодиод символ

символ фотодиода аналогичен нормальному p-n переходу диод, за исключением того, что он содержит стрелки, указывающие на диод.В стрелки, попадающие на диод, представляют свет или фотоны.

А Фотодиод имеет два вывода: катод и анод.

Цели и ограничения фотодиода

1. Фотодиод всегда должен работать в режиме обратного смещения.
2. Применено напряжение обратного смещения должно быть низким.
3. Сгенерировать низкий уровень шума
4. Высокое усиление
5. Высокая скорость отклика
6. Высокая светочувствительность
7. Низкий чувствительность к температуре
8. Низкая стоимость
9. Малый размер
10. Длинный срок службы

Как фотодиод работает?

А нормальный диод с p-n переходом допускает небольшое количество электрического ток в условиях обратного смещения.Для увеличения электрического ток в условиях обратного смещения, нам нужно генерировать больше миноритарные перевозчики.

внешнее обратное напряжение, приложенное к диоду p-n перехода будет поставлять энергию неосновным носителям, но не увеличивать население миноритарных перевозчиков.

Однако небольшое количество неосновных носителей генерируется из-за внешнее обратное напряжение смещения.Неосновные перевозчики генерировали на n-стороне или p-стороне будет рекомбинировать в одном и том же материале перед они пересекают перекресток. В результате отсутствует электрический ток. потоки за счет этих носителей заряда. Например, меньшинство носители, генерируемые в материале p-типа, испытывают a сила отталкивания от внешнего напряжения и попытка сдвинуться с места в сторону n. Однако перед пересечением перекрестка свободные электроны рекомбинируют с дырками внутри одного материал.В результате не протекает электрический ток.

Кому преодолеть эту проблему, нам нужно применить внешнюю энергию непосредственно к истощению область для генерации большего количества носителей заряда.

А специальный тип диода, называемый фотодиодом, предназначен для генерировать большее количество носителей заряда в области истощения. В фотодиодах мы используем свет или фотоны в качестве внешней энергии. для генерации носителей заряда в обедненной области.

Типы фотодиодов

рабочая работа всех типов фотодиодов одинакова. Различные типы фотодиодов разрабатываются на основе конкретных заявление. Например, фотодиоды с PIN-кодом разработаны для увеличить скорость отклика. Фотодиоды с PIN-кодом используются там, где нужна высокая скорость отклика.

другой типов фотодиодов

• PN переход фотодиод
• PIN фотодиод
• Лавина фотодиод

Среди все три фотодиода, фотодиоды с PN переходом и PIN наиболее широко используется.

PN переходной фотодиод

PN переходные фотодиоды – это первая разновидность фотодиодов. Они являются наиболее широко используемыми фотодиодами до разработка ПИН-фотодиодов. Фотодиод на PN переходе также просто фотодиод. В настоящее время фотодиоды с PN-переходом не получили широкого распространения.

Когда внешний световая энергия поступает на фотодиод p-n-перехода, валентный электроны в обедненной области приобретают энергию.

Если световая энергия, подаваемая на фотодиод, больше, чем запрещенная зона полупроводникового материала, валентные электроны приобретают достаточно энергии и разорвать связь с родительским атомом. Валентность электрон, который разрывает связь с родительским атомом, станет свободный электрон. Свободные электроны свободно перемещаются из одного места в другое. другое место, проводя электрический ток.

Когда валентный электрон покидает валентную оболочку пустое пространство создается в валентной оболочке, на которой ушел валентный электрон. Это пустое пространство в валентной оболочке называется дырой. Таким образом, как свободные электроны, так и дырки образуются парами. В механизм генерации электронно-дырочной пары с помощью света энергия известна как внутренний фотоэлектрический эффект.

неосновные носители в области истощения испытывают силу из-за в область истощения электрического поле и внешнее электрическое поле. Например, бесплатно электроны в области обеднения испытывают отталкивание и сила притяжения от присутствующих отрицательных и положительных ионов на краю обедненной области на p-стороне и n-стороне.Как в результате свободные электроны движутся к n-области. Когда свободные электроны достигают n области, они притягиваются к положительные клеммы аккумуляторной батареи. Аналогичным образом отверстия движутся в противоположном направлении.

электрическое поле в области сильного обеднения и внешнее электрическое поле увеличивает скорость дрейфа свободного электроны.Из-за этой высокой скорости дрейфа меньшинство носители (свободные электроны и дырки), образующиеся при обеднении область пересечет p-n-переход, прежде чем они рекомбинируют с атомы. В результате ток неосновных носителей увеличивается.

Когда на фотодиод обратного смещения не подается свет, он несет небольшой обратный ток из-за внешнего напряжения. Этот маленький электрический ток при отсутствии света называется темным Текущий.Обозначается буквой I . _λ .

В фотодиод, обратный ток не зависит от обратного смещения Напряжение. Обратный ток в основном зависит от света интенсивность.

В фотодиоды, большая часть электрического тока переносится носителями заряда генерируется в обедненной области, потому что носители заряда в области истощения имеет высокую скорость дрейфа и низкую скорость рекомбинации, тогда как носители заряда на n-стороне или p-сторона имеет низкую скорость дрейфа и высокую скорость рекомбинации.В электрический ток, генерируемый в фотодиоде из-за применение света называется фототоком.

полный ток через фотодиод – это сумма темновых ток и фототок. Темновой ток необходимо уменьшить для увеличения чувствительности устройства.

электрический ток, протекающий через фотодиод, напрямую пропорционально количеству падающих фотонов.

PIN фотодиод

PIN Фотодиоды разработаны на основе фотодиодов с PN переходом. PIN-фотодиод работает аналогично PN-переходу. фотодиод, за исключением того, что фотодиод PIN изготавливается иначе улучшить его производительность.

ПИН-фотодиод разработан для увеличения неосновной несущей. ток и скорость отклика.

PIN фотодиоды генерируют больше электрического тока, чем PN переходные фотодиоды с таким же количеством световой энергии.

слоев PIN фотодиода

А Фотодиод с PN-переходом состоит из двух слоев: p-типа и полупроводник n-типа, тогда как фотодиод PIN состоит из трех слои, а именно p-тип, n-тип и собственный полупроводник.

В PIN-фотодиод, дополнительный слой, называемый внутренним полупроводник помещается между p-типом и n-типом полупроводник для увеличения тока неосновных носителей.

P-типа полупроводник

Если трехвалентные примеси добавляются к собственному полупроводнику, р-тип полупроводник.

В Полупроводники p-типа, количество свободных электронов в зона проводимости меньше, чем количество дырок в валентная полоса. Следовательно, дырки являются основными носителями заряда и свободными электроны являются неосновными носителями заряда. В р-типе В полупроводниках дырки несут большую часть электрического тока.

тип N полупроводник

Если пятивалентный примеси добавляются к собственному полупроводнику, n-тип полупроводник.

В Полупроводники n-типа, количество свободных электронов в зона проводимости больше, чем количество дырок в валентная полоса. Следовательно, свободные электроны являются основными носителями заряда и дырки являются неосновными носителями заряда. В n-типе полупроводники, свободные электроны несут большую часть электрического Текущий.

Внутренний полупроводник

Внутренний Полупроводники – это чистая форма полупроводников.В собственный полупроводник, количество свободных электронов в зона проводимости равна количеству дырок в валентной группа. Следовательно, собственный полупроводник не имеет заряда. носители для проведения электрического тока.

Однако при комнатной температуре небольшое количество носителей заряда сгенерировано. Это небольшое количество носителей заряда будет нести электрический ток.

PIN работа фотодиода

А PIN-фотодиод состоит из p-области и n-области, разделенных внутренний слой с высоким сопротивлением. Собственный слой помещается между областью p и областью n для увеличения ширины области истощения.

Полупроводники p-типа и n-типа сильно легированы.Следовательно, p-область и n-область фотодиода PIN имеют большие количество носителей заряда для переноса электрического тока. Тем не мение, эти носители заряда не будут проводить электрический ток под условие обратного смещения.

Вкл. с другой стороны, собственный полупроводник – нелегированный полупроводниковый материал. Следовательно, собственная область не иметь носителей заряда для проведения электрического тока.

Менее задний ход условие смещения, основные носители заряда в области n и p регион удаляется от стыка. В результате ширина область истощения становится очень широкой. Таким образом, большинство носители не будут проводить электрический ток при обратном смещении состояние.

Однако неосновные носители будут переносить электрический ток, потому что они испытывают силу отталкивания от внешнего электрического поля.

В PIN-фотодиод, носители заряда, генерируемые при истощении по региону проходит большая часть электрического тока. Носители заряда генерируемые в p-области или n-области несут только небольшой электрический ток.

Когда к PIN-диоду прикладывается энергия света или фотона, большая часть энергии наблюдается внутренней или обедненной областью из-за большой ширины истощения.В результате большой количество электронно-дырочных пар.

Бесплатно электроны, генерируемые в собственной области, движутся в сторону n-сторону, в то время как дыры, образовавшиеся во внутренней области, перемещаются в сторону p. Свободные электроны и дырки переместились из одного от региона к другому региону проводят электрический ток.

Когда свободные электроны и дырки достигают n области и p области, они привлечены к положительным и отрицательным клеммам батарея.

численность населения неосновных носителей в фотодиоде PIN очень велико по сравнению с к фотодиоду PN перехода. Таким образом, фотодиод с PIN-кодом несет больший ток неосновных носителей, чем у фотодиода с PN-переходом.

Когда на фотодиод PIN подается напряжение прямого смещения, он ведет себя как резистор.

ср знайте, что емкость прямо пропорциональна размеру электродов и обратно пропорционально расстоянию между электроды.В фотодиоде с PIN-кодом действуют области p и n. как электроды и внутренняя область действует как диэлектрик.

разделительное расстояние между p-областью и n-областью в PIN-коде фотодиод очень большой из-за большой обедненной ширины. Таким образом, PIN-фотодиод имеет низкую емкость по сравнению с Фотодиод на PN переходе.

В PIN-фотодиод, большая часть электрического тока проходит через носители заряда, генерируемые в обедненной области.Заряд носители, генерируемые в области p или n, несут только небольшой электрический ток. Следовательно, увеличивая ширину истощения область увеличивает электрический ток неосновных носителей.

Преимущества из PIN фотодиод

1. широкий полоса пропускания
2. Высокий квант эффективность
3. Высокая скорость отклика

Лавина фотодиод

операция лавинного фотодиода аналогичен PN переходу и PIN фотодиод, за исключением того, что прикладывается высокое обратное напряжение смещения в случае лавинного фотодиода для схода лавины умножение.

Применение высокий Напряжение обратного смещения на лавинный фотодиод не будет напрямую увеличивают генерацию носителей заряда. Тем не мение, он обеспечивает энергией электронно-дырочные пары, генерируемые падающий свет.

Когда на лавинный фотодиод подается световая энергия, при обеднении образуются электронно-дырочные пары.В генерируемые электронно-дырочные пары испытывают силу из-за электрическое поле обедненной области и внешнее электрическое поле.

В лавинный фотодиод, очень высокое напряжение обратного смещения большое количество энергии для неосновных носителей (электронно-дырочные пары). Неосновные перевозчики, которые получают большое количество энергия ускоряется до больших скоростей.

Когда свободные электроны движущиеся на большой скорости сталкиваются с атомом, они сбивают больше свободных электронов. Вновь образованные свободные электроны снова ускоряется и сталкивается с другими атомами. Из-за это непрерывное столкновение с атомами, большое количество генерируются неосновные носители. Таким образом, лавинные фотодиоды генерирует большее количество носителей заряда, чем PN и PIN фотодиоды.

Лавина фотодиоды используются в приложениях, где важно высокое усиление фактор.

Преимущества из лавинный фотодиод

1. Высокая чувствительность
2. Больше прирост

Недостатки из лавинный фотодиод

генерирует высокий уровень шума, чем у фотодиода PN

Фотодиод операция режимы

А Фотодиод может работать в одном из двух режимов: фотоэлектрический режим или фотопроводящий режим.

Эксплуатация Режим выбор фотодиода зависит от скорости требования приложения и количество темнового тока это терпимо.

Фотоэлектрические режим

В фотоэлектрический режим, фотодиод несмещен. В других Другими словами, на фотодиод не подается внешнее напряжение. фотоэлектрический режим.

В фотоэлектрический режим темновой ток очень низкий. Фотодиоды работали в фотоэлектрический режим имеет низкую скорость отклика.

фотодиоды работают в фотоэлектрическом режиме, обычно используются для низкой скорости приложений или для обнаружения низкого уровня освещенности.

Фотопроводящий режим

В фотопроводящий в режиме внешнего обратного смещения фотодиод.

Применение напряжение обратного смещения увеличивает ширину обедненной области и уменьшает емкость перехода, что приводит к повышенная скорость отклика. Обратное смещение также увеличивает темное течение.

Фотодиоды при работе в фотопроводящем режиме имеет высокий ток шума. Этот возникает из-за обратного тока насыщения, протекающего через фотодиод.

Темный ток

Тьма ток – это ток утечки, протекающий в фотодиоде в отсутствие света. Темновой ток в фотодиоде увеличивается при повышении температуры. Материал, используемый для Построенный фотодиод также влияет на темновой ток.

другой материалы, используемые для изготовления фотодиодов, – кремний (Si), Германий, (Ge), фосфид галлия (GaP), индий галлий Арсенид (InGaAs), антимонид арсенида индия (InAsSb), Арсенид индия-галлия (InGaAs), ртуть Теллурид кадмия (MCT, HgCdTe).

Германий, Антимонид арсенида индия, арсенид галлия индия и Теллурид кадмия ртути генерирует большой темновой ток, потому что они очень чувствительны к температуре.

скорость отклика кремния, фосфида галлия, индия галлия Арсенид и арсенид индия-галлия с расширенным диапазоном высокий.

Производительность параметры фотодиода

Ответственность

Отзывчивость является отношение генерируемого фототока к падающему свету власть.

Квантовая эффективность

Квантовая эффективность определяется как отношение количества электронно-дырочных пар (фотоэлектроны) генерируются падающими фотонами.

Время отклика или время в пути

время отклика фотодиода определяется как время, которое требуется для световых носителей заряда, чтобы пересечь p-n переход.

Фотодиод приложения

различные применения фотодиодов

1. Компакт-диск игроков
2. Дым детекторы
3. Космос приложения
4. Фотодиоды используются в медицинских приложениях, таких как вычисленные томография, инструменты для анализа проб и пульс оксиметры.
5. Фотодиоды используются для оптической связи.
6. Фотодиоды используются для измерения очень низкой интенсивности света.

Типы диодов

различные типы диодов следующие:

1. стабилитрон диод
2. Лавинный диод
3. Фотодиод
4. Свет Излучающий диод
5. Лазер диод
6. Туннель диод
7. Шоттки диод
8. Варактор диод
9. П-Н переходной диод

Спектрометр с фотодиодной матрицей

Tidas-E | Хирургические инструменты, исследовательские инструменты, лабораторное оборудование

Серия Tidas от WPI – это высокопроизводительный волоконно-оптический спектрометр, разработанный для приложений с низким уровнем шума.Серия Tidas превосходит обычные настольные спектрофотометры и спектрометрические модули на основе ПЗС, когда речь идет о высокоточном оптоволоконном отборе проб. Он основан на монолитной оптической скамье от Zeiss, оптимизированной для оптоволоконных приложений. Большинство стандартных спектрометров на основе кювет теряют более 90% света из-за дорогостоящей призменной развязки. Серия Tidas предназначена для оптоволоконных ячеек для отбора проб. Используя подходящие источники света и кюветы для образцов, спектральное детектирование в диапазоне длин волн от 190 до 1100 нм может быть выполнено при уровнях шума <0.04 mAU от пика до пика.

Приложения

Серия Tidas идеально подходит для оптоволоконного пробоотборного оборудования WPI. Системы обнаружения высокой чувствительности для анализа потока могут быть собраны с использованием жидкостных волноводных капиллярных ячеек (LWCC) WPI с эффективной длиной оптического пути от 50 до 500 см. Эти установки часто используются в системах анализа закачки жидкости для анализа питательных веществ (нитритов, нитратов, фосфатов, железа) в океанографических приложениях. Микролитровые системы отбора проб для УФ / видимых областей применения могут быть собраны с использованием погружных зондов WPI V-Vette или DipTip ™.

Программное обеспечение

Существуют отдельные пакеты программного обеспечения для сбора и анализа данных для Tidas-E. Драйвер прибора TIDASDAQ используется для запуска модуля спектрометра, сбора спектров в одиночном или непрерывном режиме, управления цифровыми входами / выходами и сохранения экспериментальных данных на диск. Анализ данных выполняется с помощью программного пакета SpectraView. Кроме того, TIDASDAQ экспортирует данные непосредственно в GRAMS / AI, что очень полезно для расширенного анализа данных для фармацевтических приложений и требований.

TidasDAQ 3 Labor: выборка данных и контроль приборов

С помощью TidasDAQ 3 Labor можно получить высокоточные спектры интенсивности, поглощения, пропускания или нормализованные спектры менее чем за секунду. Для получения спектральных данных необходимо настроить всего несколько параметров. Возможна выборка одиночных сканирований, непрерывных сканирований полного спектра или запускаемых сканирований. Хроматограммы могут отображаться и записываться на диск на четырех длинах волн. Экспорт данных 2D и 3D спектрограмм, а также хроматограмм поддерживается в форматах ASCII, Spectralys / SpectraView, Excel и Grams / AI.Источниками света и другим оборудованием для отбора проб можно управлять через цифровые выходы уровня TTL, а сбор данных может запускаться через внешние входы TTL-уровня серии Tidas.

TIDASDAQ 3 Окно сбора данных, показывающее спектр поглощения. Щелкните изображение, чтобы увеличить его. Режим монитора. (a) Панель кнопок, (b) Область графика, (c) Область параметров и (d) Строка состояния.

TIDASDAQ 3 Labor: анализ данных

TIDASDAQ 3 Labor программное обеспечение теперь включает пакет анализа данных спектроскопии, предназначенный для приложений анализа потока.Он обрабатывает данные, записанные TIDASDAQ 3 Labor. Модуль анализа позволяет отображать записанные спектры в двухмерном (по умолчанию) и трехмерном виде. Для работы с вашими данными доступны математические вычисления, деривация, сглаживание, количественная оценка и другие функции. Модуль анализа позволяет проводить одноточечный и многоточечный анализ, множественную линейную регрессию, частичный метод наименьших квадратов и анализ основных компонентов. Данные можно экспортировать из файла 3D-анализа в отдельные отсканированные изображения. Кроме того, хроматограммы, а также спектрограммы могут быть скопированы непосредственно в Excel для дальнейшего анализа данных.

Основная панель с цветными графиками. (a) график спектра, (b) график CM CIELab (такой же, как типы CM CIELuv и CM CIELab (Hunter)), (c) график CM CIE и (d) таблица CM. Графики настраиваются через окно настройки.

Количественное определение ДНК / РНК с помощью:
• 2-миллиметровая кювета
• DipTipMini

Разница между диодом и фотодиодом (со сравнительной таблицей)

Основное различие между диодом и фотодиодом заключается в том, что диод является полупроводниковым устройством, которое проводит с прямым смещением, в то время как фотодиод работает в режиме с обратным смещением.Проводимость в диоде возможна благодаря приложенному извне напряжению, в то время как проводимость в фотодиоде возможна только тогда, когда он освещается источником света.

Еще одно важное различие между диодом и фотодиодом состоит в том, что диод не может работать при обратном смещении, т.е. через диод не протекает ток, когда диод имеет обратное смещение. Напротив, фотодиод может работать только с обратносмещенным . Если вы думаете, что фотодиод можно заставить проводить свет, падающий на него в режиме прямого смещения, то вы ошибаетесь.Он будет работать только в режиме обратного смещения.

Существуют и другие важные различия между диодом и фотодиодом, мы обсудим их в сравнительной таблице. Прежде чем начать со сравнительной таблицы, давайте взглянем на дорожную карту этой статьи.

Содержимое: диод и фотодиод

1. Таблица сравнения
2. Определение
3. Ключевые отличия
4. Заключение

Сравнительная таблица

Параметры	Диод	Фотодиод
Определение	Диод – это двухконтактное устройство, которое проводит ток при прямом смещении.	Фотодиод – это устройство с двумя выводами, которое проводит ток при обратном смещении.
Условное обозначение цепи
Основная функция	Диод в основном используется в качестве переключателя.	Фотодиод предназначен для преобразования световой энергии в электрическую.
Используемый материал	Германий или кремний, можно использовать любой из этих двух.	Кремний используется для изготовления фотодиода.Для покрытия используется антибликовый слой нитрида серебра.
Применения	Используется в машинках для стрижки, зажимах, выпрямителях и т. Д.	Используется в оптоэлектронных устройствах, камерах, оптопарах и т. Д.

Определение

Диод

Диод – это двухконтактный полупроводниковый переход, образованный путем объединения полупроводника P-типа с полупроводником N-типа. Результат комбинации образует переход, который обеднен мобильными носителями заряда, т.е.е. он состоит только из неподвижных носителей заряда.

Эти неподвижные носители заряда ответственны за существование барьерного потенциала между любым полупроводниковым образцом. Этот барьерный потенциал представляет собой не что иное, как сильное магнитное поле, созданное против приложенного потенциала внешней батареи.

Когда диод несмещен, т. Е. Не применяется смещение, не смещено в прямом направлении или не смещено в обратном направлении, тогда основные носители заряда, то есть дырки в полупроводниках P-типа и электроны в полупроводниках N-типа, перемещаются через переход из-за градиента концентрации носителей заряда.Градиент концентрации носителей заряда означает концентрацию носителей заряда в обеих областях.

Носители заряда переходят от более высокой концентрации к более низкой, концентрация дырок больше на P-стороне, чем на N-стороне. Поэтому отверстия переходят из P-типа в N-тип. Напротив, электроны, которые являются основными носителями в области N-типа, переходят из N-типа в P-тип.

В определенный момент, когда не осталось ни одного основного носителя, пересекающего соединение, проводимость прекращается.И первоначально перемещенные носители заряда рекомбинируют на стыке. Теперь, если диод нужно переключить обратно в состояние проводимости, то на него должно быть подано внешнее напряжение.

Но здесь подразумевается еще одно условие: проводимость в диоде не начнется, пока потенциал батареи не превысит барьерный потенциал или напряжение колена .

Фотодиод

Фотодиод – это полупроводниковое устройство, которое может обеспечивать проводимость, если его освещает источник света.Фотодиод не может работать в режиме прямого смещения; он будет разрушен, если он будет работать в режиме прямого смещения.

Фотодиод снабжен покрытием из антибликового слоя , такого как нитрид серебра . Функция антибликового слоя заключается в предотвращении отражения света, падающего на фотодиод. Наличие такого слоя увеличивает эффективность фотодиода за счет улавливания значительной части падающего света.

Падающий свет состоит из фотонов, которые передают свою энергию электронам при столкновении с ними. Таким образом, полупроводниковый материал освещается светом, фотоны ударяются о атомы полупроводника и, как следствие, электроны отрываются от атома полупроводника. Движение подвижного электрона составляет ток в фотодиоде.

Небольшая сила тока, которая показывает свое присутствие даже в отсутствие падающего света, называется темновым током.Ток в фотодиоде может быть прекращен только при подаче на диод положительного напряжения.

Когда выводы фотодиода соединены с внешней цепью, он действует как фотоэлектрическое устройство, а не как фотопроводящее устройство. Это связано с тем, что обратное смещение устройства заставляет неосновные носители заряда перемещаться по переходу.

Следовательно, когда фотодиод работает без обратного смещения, электроны будут течь от N-вывода к P-выводу через внешнюю схему.В этом состоянии фотодиод действует на фотоэлектрическое устройство . Когда устройство работает в режиме обратного смещения, оно называется , фотопроводящим, .

Ключевые различия между диодом и фотодиодом

1. Ключевое различие между диодом и фотодиодом состоит в том, что диод – это полупроводниковое устройство, которое проводит, когда прямое смещение, приложенное к нему, превышает потенциал барьера, а фотодиод – это устройства, которые проводят, когда на него падает свет.
2. Режим смещения диода и фотодиода также отличается и противоречит друг другу; диод работает только в режиме прямого смещения, тогда как фотодиод работает только в режиме обратного смещения.
3. Материалы , используемые для изготовления диода и фотодиода, также различаются. Диод состоит из германия или кремния, а фотодиоды состоят только из кремния.
4. Антибликовый слой присутствует в фотодиодах, а диодам он не нужен.
5. Обратный ток, протекающий в фотодиоде, напрямую зависит от интенсивности освещения, в то время как прямой ток в диодах изменяется прямо с прямым напряжением.

Заключение

Диод – это полупроводниковый прибор, который используется в различных электронных устройствах, таких как клиппер , фиксаторы и выпрямитель. Диод в основном используется в качестве переключателя. Фотодиоды находят применение в оптоэлектронике, например, в оптическом коммуникационном оборудовании , фотоаппарате, оптроне и т. Д.Диод не преобразует одну форму энергии в другую. Фотодиод преобразует одну форму энергии в другую, то есть преобразует световую энергию в электрическую.

Иногда мы часто путаемся между этими терминами, поскольку они звучат одинаково и оба являются двумя терминальными устройствами.