4. Лавинные фотодиоды. Структура, принцип действия

В лавинном фотодиоде (рис. 15.8) излучение также поглощается в обедненном слое. Эффективное лавинное размножение получается при условии, что толщина обедненной области с участком сильного электрического поля превышает длину свободного пробега носителя.

Д ля создания ударной ионизации фотовозбужденными носителями рядом с p-n–переходом формируется область с высокой напряженностью электрического поля, в которой происходит лавинное умножение носителей. Коэффициент умножения при напряжении, близком к напряжении пробоя, может достигать 1000.

Лавинный фотодиод принципиально отличается от других способностью усиливать фототок генерируемых неравновесных носителей, поэтому он используется в фотоприемниках для обнаружения слабых оптических сигналов, сравнимых с шумами фотодиода.

4. Полевые фототранзисторы.

СТРУКТУРА, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом и МДП – транзисторы используются в качестве приемников излучения. Рассмотрим полевой транзистор с управляющим p-n-переходом и каналом n типа (рис. 15.9). Управление током стока в этом транзисторе осуществляется с помощью света. Световой поток генерирует носители заряда в области затвора и перехода затвор – канал. Электрическое поле этого перехода разделяет носители заряда. Концентрация электронов в канале увеличивается, сопротивление канала уменьшается, ток стока возрастает. Концентрация дырок в области затвора также возрастает. Возникает фототок в цепи затвора, который создает падение напряжения на сопротивлении. Обратное напряжение канал – затвор уменьшается, ширина его также уменьшается, что приводит к увеличению ширины канала и дополнительному увеличению тока стока. В фототранзисторах типа МДП с индуцированным каналом за счет теплового воздействия удается изменять значение порогового напряжения и крутизну транзистора.

4. Фототиристоры. Структура, принцип действия

Фототиристор представляет собой аналог управляемого тиристора, но переключение его в открытое состояние производится световым импульсом. Структура его представлена на рис.15.10. Э₁, Б₁, Э₂, Б₂ – имиттеры и базы условных транзисторов, П₁ и П₃ – имиттерные переходы, П₂ коллекторный переход обоих условных транзисторов, У – управляющий электрод.

Переключение фототиристора из закрытого состояния в открытое происходит, как у обычного тиристора, - при увеличении до единицы суммы дифференциальных коэффициентов передачи по току ₁ и ₂ условных транзисторов. Значения этих коэффициентов возрастают при увеличении токов через тиристор. При воздействии светового потока в базовых областях условных транзисторов Б₁ и Б₂ генерируются неравновесные носители, которые разделяются полем перехода П₂. Через переход протекает фототок, складывающийся с обратным током коллекторного перехода, что приводит к росту коэффициента передачи и переключению тиристора. ВАХ показана на рис. 15.11.

У величение светового потока Ф приводит к уменьшению напряжения переключения. Фототиристор остается во включенном состоянии после окончания светового импульса.

Основной параметр фототиристора пороговый поток или мощность излучения, обеспечивающие гарантированное включение фототиристора при заданном н апряжении источника питания. Значение порогового светового потока можно изменять за счет тока управляющего электрода.