va energetik diagrammasi (b)

|
va energetik diagrammasi (b)
|
bet | 61/160 | Sana | 13.01.2024 | Hajmi | 1 Mb. | | #136728 |
Bog'liq Optik aloqa asoslari (N.Yusupov, R.Isayev)va energetik diagrammasi (b)
sohalarning farqi bilan aniqlanadi. Baza soha materialini tanlash imkoniyatining kengligi tufayli geterofotodiodlarda elektr yurituvchi kuchlanishning erishishi mumkin bo'lgan qiymatlari 0,8—1,1 V ni tashkil etadi. Bu kremniyli fotodiodga tegishli qiymatdan 2 — 3 marta kattadir.
Geteroo‘tishli fotodiodning asosiy kamchiligi uni tayyorlash jarayonining murakkabligi bilan bog'liq.
Shottki to‘siqli fotodiod
Bu turdagi diodning tuzilishi va energetik diagrammasi 4.9-rasmda keltirilgan. л-turdagi kremniy sirtiga 0,01 mkm ga yaqin qalinlikdagi oltin pardasi hosil qilinadi. Uning sirti yupqa 0,05
141
www.ziyouz.com kutubxonasi
mkm ga yaqin qalinlikdagi ZnS dielektrik qatlami bilan qoplanadi. Kremniy, oltin, ZnS modalar sindirish ko'rsatkichlarining o‘zaro farqlanishi tufayli yorug‘lik nuri bu pardalar chegaralaridan qaytib, juda kichik yo‘qotishlar bilan metall parda orqali kremniy kristaliga kiradi. Masalan, geliy-neon lazeri tomonidan nurlantirilgan (A,=0,63 mkm) yorug‘lik oqimining atigi 5 foizga yaqin quwati yo'qoladi.
Agar fotonlar energiyasi Au>H
Shottki fotodiodlarining odatdagi fotodiodlarga nisbatan o'ziga xosligi shundaki, ularning ish prinsipi asosiy zaryad tashuvchilarning harakatidan foydalanishga asoslangan. Ularda noasosiy zaryadlar
4.9-rasm. Shottki to‘siqli fotodiodning tuzilishi (a) va energetik
diagramtnasi (b):
1 — metall pardasi; 2 — nurlanuvchi qatlam; 3 — chiqqich
142
www.ziyouz.com kutubxonasi
tashuvchilarning injeksiyasi va ekstraksiyasi bilan bog‘liq ularning bazada yig'ilishi va so‘rilishi jarayonlari sodir bo‘lmaydi.
Shottki fotodiodlarining istiqbolliligi ularning quyidagi afzalliklari bilan bog‘liq:
fotodiod bazasi qarshiligining kichikligi. Shu sababdan to'siq sig‘imining vaqt doimiysi r=5'to siqAaza bu turdagi fotodiodlar uchun taxminan 1012 s ni tashkil etadi va ularning inersionligi (10 10 10"s) yorug'lik ta’sirida hosil bo‘lgan zaryad tashuvchi- larning hajmiy zaryad sohasini uchib o‘tish vaqti bilan belgilanadi;
bir vaqtning o'zida yuqori tezkorlikka va sezgirlikka ega ckanligi (5y=0,5A/W);
turli xil metallar va yarimo‘tkazgichlar asosida to‘g‘rilash xossasiga ega bo'lgan fotosezgir tuzilmalarni tayyorlashning osonligi;
integral mikrosxemalar bilan yaxshi moslashuvchanligi.
Shottki fotodiodlarining spektral sezgirlik sohasini uzun to‘l- qinlar tomon siljitish uchun baza sohasining solishtirma qarshiligini va bu sohaning qalinligini oshiriladi, ya’ni m-i-n+ tuzilmasidan foydalaniladi (bunda ти-metall qatlamini ifodalaydi).
Fotodiodlarda ularning sirtida yutilgan har bir foton ko‘pi bilan bittadan elektron-kovak jufti hosil qilib, ulardan faqat bir qismi tok o‘tish jarayonida ishtirok etadi. Shu sababdan fotodiodlarning integral fotosezgirligi boshqa fotoqabulqilgichlarga nisbatan unchalik katta emas. Bu hoi fotodiodlarning kamchiligi hisoblanadi. Fotodiodning bu kamchiligini bartaraf etish yo‘lidagi izlanishlar o‘z vaqtida ko‘chkili fotodiodlarning yaratilishiga olib keldi.
4.7. Ko‘chkili fotodiod
Teskari ulangan p-n о ‘tishda sodir bo ‘ladigan ко ‘chkili teshilish jarayonida tokning o'sish sur’atini yorugjik oqimi ta’sirida bosh- qarishga asoslangan yarimo ‘tkazgichli fotoqabulqilgichlarga ко ‘chkili fotodiod deb ataladi.
Ko‘chkili fotodiodning ish prinsipini quyidagicha tavsiflash mumkin. Yorug‘lik oqimi ta’sirida diodning baza sohasida va kollektor o'tishda generatsiyalangan elektronlar va kovaklar kollektor o‘tishdagi kuchli elektr maydonida qarama-qarshi yo‘nalishda katta
143
www.ziyouz.com kutubxonasi
4.10-rasm. Ko‘chkili fotodiodning tuzilishi va
ulanish sxemasi
tezlik bilan harakat qilib, muvozanat holatdagi atomlarni ionlash- tiradi. Zarb ionizatsiyasi deb nomlanadigan bu jarayonda yangi elektron-kovak juftlari hosil bo‘ladi (4.10-rasm).
Ular o‘z navbatida tezlashib, boshqa ionlash jarayonlarida ishtirok etadi.
. Bu hoi zaryad tashuvchilar konsentratsiyasining tez sur’at bilan ortishiga olib keladi. Shu tariqa asbobdan oqib o‘tadigan tokning o‘sish sur’atini boshqarishga erishiladi.
4.11-rasmda ko‘chkili fotodiodning volt-amper xarakteristikalari oilasi keltirilgan. Chizmadan ko‘rinadiki, ko‘chkili fotodioddan oqib o'tadigan fototok unga qo‘yilgan kuchlanishning ortishi bilan qorong‘ilik tokiga karrali ravishda o‘sib boradi. Bunda qorong‘ilik toki qanchalik kichik bo‘lsa, boshqa bir xil sharoitlarda zaryad tashuvchilarning ko‘payish koeffitsiyenti, demak fotosezgirlik ham shunchalik katta bo'ladi.
Xarakteristikalardan ko‘rinadiki, tokning katta qiymatlarida u omik kohinish kasb etadi:
(4.13)
Bu rejimda chiqish toki yorug‘lik oqimining qiymatiga bog‘liq emas, ya’ni fototok o‘zgarmaydi.
Ko‘chkili fotodiodda birlamchi tokning kuchayish jarayoni zaryad tashuvchilar konsentratsiyasining ko‘payish koeffitsiyenti bilan tavsiflanadi:
I.
(4.14)
|
| |