Основні характеристики фотодіода

1. Вольт-амперна характеристика – залежність струму фотодіоду від напруги на ньому при постійному значенні світлового потоку при повному затемненні () через фотодіод протікає темновий струм , який дорівнює сумі зворотного струму насичення переходу та струму витоку (утечки). Із збільшенням світлового потоку збільшується (рис.1.6, а).

Характерною особливістю робочої області ВАХ є практично повна незалежність струму фотодіоду від прикладеної напруги. Такий режим наступає при зворотних напругах на діоді порядку 1 В. Оскільки темновий струм малий, то відношення струму при освітленні до темнового струму велике, що важливе при індикації освітлення. Якщо зворотна напруга перебільшить деяке допустиме значення, то в переході виникає ефект лавиноподібного розмноження носіїв заряду, який може призвести до виходу фотодіоду з ладу.

2. Світлова характеристика – залежність струму фотодіоду від величини світлового потоку при постійному значенні на фотодіоді (рис.1.6, б). В широкому діапазоні зміни світлового потоку світлова характеристика фотодіоду є лінійною.

3. Спектральна характеристика показує залежність спектральної чутливості від довжини хвилі падаючого на фотодіод світла (рис.1.6, в).

Фотодіоди є більш швидкодіючими приладами в порівнянні з фоторезисторами. Вони працюють на частотах 107-1010 Гц. Фотодіод часто використовують в оптопарах світлодіод-фотодіод. У цьому випадку різні характеристики фотодіода відповідають різним струмів світлодіода (який при цьому створює різні світлові потоки).

Рис.1.6. Характеристики фотодіода (а-вольтамперна, б- світлова, в-спектральна (1-германієвий фотодіод, 2- кремнієвий фотодіод)

Параметри фотодіодів:

1. Інтегральна чутливість - відношення фотоструму діода до інтенсивності падаючого немонохроматичного випромінювання заданого спектрального складу:

.

2. Робоча напруга - постійна напруга, прикладена до фотодіоду, при якій забезпечуються номінальні параметри при тривалій його роботі у заданих експлуатаційних умовах.

3. Темновий струм - струм, який протікає через фотодіод при зазначеній напрузі на ньому за відсутності потоку випромінювання у діапазоні спектральної чутливості.

4. Довговічність – мінімальний строк служби фотодіоду при нормальних умовах експлуатації

Допустимі зворотні напруги кремнієвих діодів — 1000–1500 В, а германієвих 100–400 В. Інтервал робочих температур кремнієвого діода — від − 60 °C до +150 °C; а для германієвого — від − 60 °C до +85 °C. Тому зараз в основному використовують кремнієві діоди.