144. Omów zasadę działania fotodiody wykorzystywanej jako fotodetektor. Przedstaw jej symbol, przekrój przez konstrukcję. Charakterystykę prąd-nap uwzględniający pojawienie się fotoprądu gdy element ten oświetlimy. Jak prąd fotodetektora jakim jest fotodioda zależy od polaryzującego napięcia

(wzór)? Przy jakiej polaryzacji dioda wykorzystywana jako fotodetektor pracuje?

Fotodioda - dioda pp pracująca jako fotodektor. Wykonane są jako złącza p-n lub p-i-n z warstwa zaporową. W fotodiodach kwanty energii promienistej, powodując jonizację atomów złącza pn zwiększają liczbę par elektron- dziura. Elektrony swobodne są przyciągane przez dodatni ładunek przestrzenny na granicy typu n, dziury wędrują do typu p. Prąd przewodzenia złącza pn zwiększa się wraz ze wzrostem strumienia świetlnego. Zewn bateria zasilająca wytwarza w złączu polaryzację zaporową.

Fotodiodę polaryzuje się zaporowo zewnętrznym źródłem napięcia. Na skutek oświetlenia przez fotodiodę płynie prąd wsteczny, który wzrasta raz ze wzrostem oświetlenia. Przy braku oświetlenia przez fotodiodę przepływa mały ciemny prąd wsteczny I0, który wywołany jest generacją termiczną nośników. Prąd ten rośnie liniowo razem ze wzrostem wartości napięcia wstecznego.

Przy oświetleniu fotodiody niedaleko jej powierzchni są generowane pary nośników dziura-elektron. Obszar ładunku przestrzennego oraz powiązana z nim bariera potencjału pozwalają na przepływ nośników większościowych, natomiast nośniki mniejszościowe (tj. dziury w obszarze n oraz elektrony w obszarze p) przedostają się do obszaru ładunku przestrzennego, są przyspieszane.

Fotodioda wykorzystywana jako fotodetektor pracuje przy polaryzacji zaporowej.
Zależność prądowo-napięciową oświetlonego złącza p-n opisuje zmodyfikowany wzor schockley’a
I=I_c[exp((qU)k/T)-1)-I­_Φ