ФОТОПРИЁМНИКИ И СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ • Фотодио́д — приёмник оптического излучения, который преобразует попавший на его фоточувствительную область свет в электрический заряд за счёт процессов в pn-переходе. Принцип работы: В фотодиодах на основе p-n - переходов используется эффект разделения на границе электронно-дырочного перехода созданных оптическим излучением неосновных неравновесных носителей. Фотодиод на неосновных носителях. • В состоянии равновесия уровень Ферми F должен быть один и тот же во всей системе. Высота потенциального барьера, образованного на границе двух полупроводников будет равна разности термодинамических работ выхода. В условиях термодинамического равновесия в p-n-переходе существуют четыре компоненты тока. Две из них дрейфовые, две - диффузионные, каждая из которых образована неосновными и основными носителями заряда. Таким образом, в состоянии равновесия суммарный ток, обусловленный диффузионными jpD, jnD и дрейфовыми jnE, jpE токами электронов и дырок, должен быть равен нулю. Фотодиод может работать в двух режимах: • фотогальванический — без внешнего напряжения • фотодиодный — с внешним обратным напряжением Энергетическая диаграмма p-n-перехода. a) Состояние равновесия b) При приложенном прямом напряжении c) При приложенном обратном напряжении • При воздействии квантов излучения в базе происходит генерация свободных носителей, которые устремляются к границе p-nперехода. Ширина базы (n-область) делается такой, чтобы дырки не успевали рекомбинировать до перехода в p-область. Ток фотодиода определяется током неосновных носителей — дрейфовым током. Быстродействие фотодиода определяется скоростью разделения носителей полем p-n-перехода и ёмкостью p-n-перехода Cp-n • Обозначение на схемах: Особенности: -простота технологии изготовления и структуры -сочетание высокой фоточувствительности и быстродействия -малое сопротивление базы -малая инерционность Характеристики фотодиодов: • Вольт- амперная характеристика (ВАХ) • Спектральные характеристики • Световые характеристики • Постоянная времени • Темновое сопротивление • Инерционность ПАРАМЕТРЫ: Чувствительность Шумы Солнечная батарея • Фотодиод, работа которого основана на фотовольтаическом эффекте (разделение электронов и дырок в p- и n- области, за счёт чего образуется заряд и ЭДС), называется солнечным элементом. Солнечная батарея — бытовой термин, используемый в разговорной речи или ненаучной прессе. Обычно под термином «солнечная батарея» подразумевается несколько объединённых фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток. Использование • Микроэлектроника • Энергообеспечение зданий • Использование в космосе • Электромобили