Фотодиоды.

Фотодиод представляет собой фотогальванический приёмник излучения, чувствительный элемент которого является полупроводниковым диодом. Освещение перехода каким либо излучением эквивалентно дополнительному энергетическому воздействию и приводит к дополнительному переходу неосновных носителей (электронов из p слоя в n слой и дырок из n слоя в p слой), что является увеличением обратного тока. Таким образом, при обратном включении фотодиода величина тока протекающего через диод пропорциональна его освещённости.

Рис.16. Основные схемы включения фотодиода.

Фотодиод можно включать в схемы, как с внешним источником напряжения, так и без него. Режим работы фотодиода с внешним источником называют фотодиодным, а без него — вентильным. В вентильном режиме за счёт перераспределения носителей заряда на выводах диода возникает э.д.с., величина, которой зависит от освещённости фотодиода. Однако вентильный режим используется редко, т.к. Э.Д.С. сильно зависит от температурного состояния перехода. Основные схемы включения приведены на рис.16 (а — фотодиодное, б — вентильное включения). Приняты обозначения: U — источник питающего напряжения, VD — фотодиод, R — резистор, определяющий ток в цепи, Uвых — выходное (пропорциональное освещённости) напряжение.

Основными характеристиками фотодиодов являются:

- максимальное рабочее напряжение Uрмакс[B] — постоянное напряжение, приложенное к диоду, при котором обеспечиваются номинальные параметры при длительной работе,

- темновой ток Iт[A] — ток, протекающий по фотодиоду при заданном напряжении и отсутствии потока облучения p-n перехода, который является суммой теплового тока и тока утечки фотодиода,

- интегральная чувствительность Sинт [A/люкс]— отношение фототока к интенсивности немонохроматического излучения, облучающего p-n переход: ,

- световая характеристика Ivd =f(Ф) — зависимость фототока от величины светового потока при постоянном напряжении на диоде, представляющая практически линейную зависимость тока от светового потока мало зависящую от напряжении на диоде,

- спектральная характеристика показывает зависимость фототока от длины волны излучения, облучающего диод,

- вольтамперная характеристика Ivd=f(Uvd) — зависимость тока диода от напряжения на диоде при постоянной величине светового потока, при фотодиодном включении ток мало зависит от напряжения (но существенно от светового потока).

Туннельные диоды.

Полупроводниковые диоды у которых используется эффект туннельного переноса зарядов назвали туннельными и они обладают специфическими характеристиками, что обуславливает области их применения.

.

Рис. 17. ВАХ туннельного диода.

Рис.18.Туннельный диод.

Использование туннельных диодов в импульсных схемах позволяет получить импульсные сигналы с крутыми фронтами и спадами, так как увеличение тока через диод больше чем I1 приводит к резкому возрастанию напряжения на диоде от U1 до U3 и время затрачиваемое на это переключение минимально. Это связано с тем, что ток изменяется очень мало и этот процесс не связан с накоплением заряда. Следовательно в вычислительной технике туннельные диоды целесообразно использовать при токовом управлении (в цепи коллектора транзисторного ключа) для формирования импульсов с крутыми фронтами и спадами

На рис. 18 показано изображение туннельного диода, используемое на принципиальных электрических схемах электронных устройств.