путем інтегрування Рівняння 7 по всій товщіні пластинки з врахування Зміни g.
1.2 Перехід освітленій перпендикулярно.
Даній випадок освітлення р-n-переходу зустрічається значний Частіше на практике.
Розглянемо р-n-Перехід збережений на рісЗ.
Каті потік фотонів Q падає перпендикулярно до площини р-n-переходу, то товщина 5, в Якій існує потенціальній бар'єр, дуже мала в порівнянні з розмірамі р- и n- областей, а такоже з дифузной довжина носіїв в ціх областях електричне в
Поле існує Виключно в області бар'єру, а за межами цієї області
напруженість електричного поля рівна нулю, тому носії поза області бар'єру перемішуються
дифузной, а концепція носіїв є очень мала и вместо статистики фермі можна застосуваті статистику Больцмана.
ріс.З .Перехід р-n-, освітленій перпендикулярно до площини переходу
При ціх условиях Рівняння неперервності для дірок в n - області має вигляд:
(10)
Подібне Рівняння можна такоже Записатись для електронів в р-области. ШВИДКІСТЬ генерації Парма в площіні переходу буде рівна:
(11)
А залежність швідкості генерації для різніх відстаней від площини переходу для обох сторон можна Записатись вирази:
(12)
(13)
Розв'язуючі Рівняння 10 и застосовуючі ГРАНИЧНІ умови при xn=0, отрімаємо вирази для розподілу концентрацій дірок в n-області:
(14)
Аналогічнім чином можна отріматі вирази для розподілу електронів з р-сбласті:
(15)
Із рівнянь 14 и 15 отрімаємо вирази для діркової и Електронної складової Густин Струму в р-n-переході, освітленому перпендикулярно до площини переходу:
(16)
(17)
Отже, вирази для загально Струму может буті Записаний у виде:
(18)
де; (19)
являються швідкості теплової генерації неосновних носіїв в обох областях; Lh -ефектівна дифузной довжина дірок в n-області:
(20)
а Le - ефективна дифузной довжина електронів в р-области. Колі товщина р-области значний більша діфузної донжіні електронів, тобто? P gt; gt; Le, то Le. L1 L2 є КОЕФІЦІЄНТИ, Які визначаються вирази:
(21)
(22)
Рівняння 8 и 18 сімейства вольтамперних характеристик фотодіодів в графічній форме можна зобразіті на рис.4. Область характеристик, что лежати в третьому квадранті, відповідають работе освітленого приладнав в фотодіодному режімі, тобто з прікладеною зовнішньою напругою, что змішує Перехід в зворотньому напрямі.
Рис.4. Зміна вольтамперної характеристики р-n- переходу під дією випромінювання.
Аналіз залежності вольтамперних характеристик фотодіода від конструктивних и технологічних параметрів переходу. Із формул 5-8 можна візначіті фотострум фотодіода з переходом, освітленім паралельно.
(23)
вольтамперная фотодіод напівпровіднік
У тому випадка, коли товщина пластики w значний Менша дифузно Довжина, ШВИДКІСТЬ генерації g візначається за формулою 9. Тоді, чутлівість фотодіоду можна Записатись в А/Вт:
(24)
вирази в квадратних дужках формули 24 візначає залежність чутлівості фотодіода від конструктивних параметрів р-n- переходу Як бачим, чутлівість НЕ поклади від товщини пластини?. Це справедливо у випадка, коли? gt; gt; 1 /? , Тобто, коли ми маємо ПОВНЕ поглінання падаючого випромінювання.
Чутлівість такоже НЕ поклади від ширини пластини. Отже, чутлівість фотодіода при паралельних освітленні перехід не залежиться від площади переходу.
Єдиним конструктивним параметрам, что впліває на чутлівість фотодіода є довжина 1 р- и n- областей, або точніше Кажучи від відношення іх довжина до дифузной довжина неосновних носіїв в ціх областях.
Таким чином, величина фотострум и чутлівості покладів від відношення довжина обох областей переходу до діфузної Довжину.
Величина фотострум пропорційна Функції яка представлена ??на рис. 5. Як видно, Із збільшенням відношення фотострум збільшується и досягає практично максімальної величини, коли l в декілька раз більша L.
Рис.5. Допоміжні Функції, для розра хунку фотострум и чутлівості фотодіода.
Чутлівість фотодіода пропорційна Функції зовсім інакше покладів від чім фотострум (рис.5.).
Колі 1 »L, можна Прийняти и Рівняння 24 спроста:
(25)
Розглянемо тепер залежність темнового Струму и відношення світлового Струму до темнового від конструктивних параметрів переходу, освітленого паралельно. Із формул 5, 6, 8 одержимо Наступний вирази для темнового Струму Фотодіода:
(26) ...
