Де Ise, Ish -струм насічення для електронів и дірок, что залежався від фізичних параметрів напівпровідніка. Множнікі в квадратних дужках визначаються залежність темнового Струму від прікладеної напруги. Для напруги U gt; 0.1В, ехр (eU/kT), так, что Іm НЕ поклади від прікладеної напруги до напруги пробою Um (рис.4).
Як бачим, Темновое струм такоже є функцією. Відношення для різніх величин годині життя носіїв в базі від Довжина бази при різніх величинах швідкості рекомбінації, зображені на рис.6.
Рис.6. Вплив довжина бази переходу на струм насічення при двох значеннях швідкості рекомбінації. и різніх величинах годині життя носіїв в базі.
У випадка, коли l »L, характеристики не віпрямляючіх контактів НЕ вплівають на Розподіл концентрації носіїв з пластінці и вирази для темнового Струму фотодіоду спрощується:
(27)
Розглянемо залежність відношення фотострум до темнового Струму фотодіода, коли Переход освітлено паралельно від товщини пластини.
У області насічення характеристик при умові l «L відношення:
(28)
Де С1 - коефіцієнт, Який поклади від фізичних параметрів напівпровідніка и довжина Хвилі випромінювання;
Р - густіша потоку випромінювання;- Густина Струму насічення переходу;
?- Товщина пластини.
Таким чином, відношення струмів оберніть пропорційне товщіні пластинки.
Розглянемо тепер залежність вольтамперних характеристик фотодіода від конструктивно технологічних параметрів в випадка, коли Переход освітленій перпендикулярно до площини переходу.
Вікорістовуючі залежності 17,10,4 вирази для фотострум фотодіода запишеться:
(29)
Отже, чутлівість фотодіода візначається за формулою:
(30)
ОБЛАСТІ р-n- переходу фотодіода, освітленого перпендикулярно, несіметрічні НЕ только з точки зору фізичних параметрів, но и відносно довжина. Оскількі вирази для L1 и L2, Які входять у формулу чутлівості є складні, то вирази для фото чутлівості Зручне переписати у виде:
(31)
Де С?- Максимальна теоретична чутлівість.
Если? n »Lh,? p» Le, вирази для L1 и L2 можна спростіті:
(32)
(33)
Підставівші ЦІ вирази в 31 отрімаємо:
(34)
Если (35)
Відношення фотострум до темнового Струму в фотодіоді з переходом, освітленім перпендикулярно, що не залежиться від площади переходу, при чому Темновое струм можна підрахуваті по Формулі 18
1.3 Аналіз залежності вольтамперних характеристик фотодіода від фізичних параметрів напівпровідніка
Темновий струм фотодіода можна віразіті помощью Струму ІS насічення розрахованого для переходу, товщина которого значний більша дифузной довжина носіїв. Густина Струму насічення js покладів только от фізичних параметрів напівпровідніка з обох областях переходу и візначається за формулою:
(36)
Для переходів, в якіх одна область легована значний сільніше чем одного, тобто pn »np. Тоді:
(37)
Виконаю Елементарні превращение и підставівші числові значення параметрів Gе, отрімаємо:
(38)
Цю залежність можна представіті графічно.
Рис.8. Залежність Густин Струму насічення з сплавах германію
від Пітом опору и годині життя носіїв.
вирази 36 віведено в пріпущенні, что вплива неосновних носіїв, Які генеровані термічно в шарі просторова заряду переходу, можна знехтуваті, з порівнянні з носіями, Які генеровані віпромінюванням.
проти Такі набліження Можливі только в напівпровідніках з малою шириною забороненої зони (ІП Sb; Gе), тобто, коли рівноважні концентрації неосновних носіїв в обох областях Великі. У напівпровідніках з великою шириною забороненої зони (Sі, Gа, Аs) необходимо врахуваті Вплив носіїв генерованіх в шарі просторова заряду, якові можна візначіті по Формулі:
(39)
Де?- Товщина області просторова заряду. Відношення густин струмів jg и js
(40)
Із формули 40 віпліває, что в напівпровідніку з малімо Пітом опором І Великий шириною забороненої зони, а такоже малімо годиною життя носіїв відношення} гЧг может буті набагато більшім одиниці jg/js gt; gt; 1 .Це обумовлено різною, власною концентрацією n , в ціх напівпровідніках. Тому в фотодіодах Із Si, Gа, Аs Густина темнового Струму візначається за формулою 39. Так, як товщина шару просторова заряду? покладів від напруги, прікладеної до переходу, то Темновое струм Si фотодіодів НЕ має насічення в в порівнянні з Gе фотодіодамі, а пропорційній U1/2 для переходів з великим градієнтом домішок, або U1/3 з м...
