Курсова робота
На тему
Розрахунок фотодіода з метою Отримання Бажанов параметрів вольт амперних характеристик
Зміст
Вступ
. Рівняння сімейства вольтамперних характеристик фотодіода
. 1 Перехід освітленій паралельно
. 2 Перехід освітленій перпендикулярно
. 3 Аналіз залежності вольтамперних характеристик фотодіода
. 4 Аналіз залежності вольтамперних характеристик фотодіода від фізичних параметрів напівпровідніка
1.5 Розрахунок фотодіода з метою Отримання Бажанов параметрів вольтамперних характеристик
. 6 графіки Додатках
2. Розв язок задач
Висновок
Література
Вступ
Фотодіод - напівпровідніковій прилад, в якому вікорістовується зміна вольт-амперної характеристики р-n- переходу під дією електромагнітного випромінювання. Вплив випромінювання на вольтамперних характеристик р-n-переходу покладів від таких факторів, як інтенсівність и довжина Хвилі, геометричні розміри и Фізичні параметри р-n-переходу, а такоже від напряму Падіння випромінювання по відношен ню до переходу.
На практике, як правило, зустрічаються дві крайні випадки; віпромінюваная падає перпендикулярно до площини р-n переходу; випромінювання падає паралельно площіні р-n-переходу. Для обох віпадків освітленості Рівняння вольтамперної характеристики фотодіода можна привести до одного и того ж Загальний вигляд. Проти залежність Деяк параметрів фотодіоду, например, фоточутлівість, від конструктивних и фізичних параметрів переходу в обох випадка є різною.
1. Рівняння сімейства вольтамперних характеристик фотодіода
. 1 Перехід освітленій паралельно
Структура переходу и способ его освітлення в даного випадка схематично представлено на рис. 1, а зонна модель переходу - рис.2.
Рис.1. Перехід р-n, освітленій паралельно площіні переходу.
При очень малих Струмило, что протікають через Переход, Струмило перенесенню можна знехтуваті и врахуваті только діфузійні Струмило. Вся напряжение, яка прикладом до електродів, пріпадає на область бар'єру между р- и n- ділянкамі.
Рис.2. Зонна модель освітленого р-n-переходу зі зворотнім зміщенням.
Тоді Рівняння неперервності для електронів р- області в ціх условиях має вигляд:
(1)
Аналогічне Рівняння можна Записатись для дірок в n-області. Граничні умови для даного випадка будут следующие:
У р-області:
Х=- 1;
Х=0; (2)
У n-області:
Х=1;
Х=0; (3)
розв'язок Рівняння неперервності и для? р-области має вигляд:
(4)
Аналогічній вирази можна отріматі для р, розв'язуючі Рівняння неперервності в n-області. Густин Електронної складової дифузного Струму можна візначіті за формулою:
(5)
Аналогічнім чином, Густина діркового Струму в n-області для х=0 візначається вирази:
(6)
Повний струм в переході Рівний сумі Електронної и діркової складових:
(7)
Де jc и jh визначаються рівнянням 5 і б.
У випадка, коли Рівняння 5,6 спрощуються и повний струм в pn-переході:
(8)
Тут А-площинах переходу.
вирази 8 є рівнянням сімейства вольтамперних характеристик фотодіоду. Перше Рівняння візначає характеристику неосвітленого фотодіоду, тобто Характеристику темнового СТРУМУ, другий - Який НЕ поклади від прікладеної напруги, представляет собою фотострум носіїв, генерованіх в межах дифузной Довжина від потенціального бар'єру в переході.
У наведеному нижчих міркуваннях, Прийнято, что товщина напівпровіднікової пластини? в напрямі Падіння випромінювання значний Менша діфузної довжина Le i Lh так, что всі генеровані на поверхні носії могут діфундуваті через всю товщина пластинки. Тоді ШВИДКІСТЬ генерації носіїв g однакова по всьому об'єму и візначається рівнянням:
де ?? - квантової вихід внутрішнього фотоефекту;
R? - коефіцієнт відбівання; - потік фотонів (фотон/см2 с)
Если ця Умова, що не віконується, тобто, если? gt; Le, Lh Густина фотострум би була функцією відстані точки від освітлювальної поверхні. У цьом випадка величину фотострум можна отріматі...
