Фотодиод в оптоэлектронике

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н.Г.ЧЕРНЫШЕВСКОГО Кафедра физики Полупроводников ФОТОДИОД В ОПТОЭЛЕКТРОНИКЕ Курсовая работа Студента 1 курса физического факультета Машкова Дмитрия Александровича Научный руководитель профессор Роках А.Г. подпись Зав. кафедрой профессор, доктор Б.Н.Климов подпись Саратов 1999г. План работы 1. Введение и постановка задачи 2. Физические основы внутреннего фотоэффекта 3. Принцип действия фотодиода 4. Практическая часть исследование характеристик фотодиода 5. Применение фотодиода в оптоэлектронике 6. Заключение 7. Литература 1.ВВЕДЕНИЕ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ В наши дни прогресс в различных областях науки и техники немыслим без приборов оптической электроники.

Оптическая электроника уже давно играет ведущую роль в жизни человека. А с каждым годом ее внедрение во все сферы человеческой деятельности становится все интенсивнее.

И этому есть свои причины. Устройства оптоэлектроники имеют ряд отличий от других устройств. Можно выделить следующие их достоинства. а Высокая информационная емкость оптического канала, связанная с тем, что частота световых колебаний около 1015 Гц в 103-104 раз выше, чем в освоенном радиотехническом диапазоне. Малое значение длины волны световых колебаний обеспечивает высокую достижимую плотность записи информации в оптических запоминающих устройствах до 108 битсм2. б Острая направленность светового излучения, обусловленная тем, что угловая расходимость луча пропорциональна длине волны и может быть меньше одной минуты.

Это позволяет концентрированно и с малыми потерями передавать электромагнитную энергию в заданную область пространства. В малогабаритных электронных устройствах лазерный луч может быть направлен на фоточувствительные площадки микронных размеров. в Возможность двойной временной и пространственной модуляции светового луча. Минимальная элементарная площадка в плоскости, перпендикулярной направлению распространения, которая может быть выделена для независимой модуляции части луча близка к l2 см2. Это позволяет производить параллельную обработку информацию, что очень важно при создании высокопроизводительных комплексов. г Так как источник и приемник в оптоэлектронике не связаны друг с другом электрически, а связь между ними осуществляется только посредством светового луча электрически нейтральных фотонов, они не влияют друг на друга.

И поэтому в оптоэлектронном приборе поток информации передается лишь в одном направлении от источника к приемнику.

Каналы, по которым распространяется оптическое излучение, не воздействуют друг на друга и практически не чувствительны к электромагнитным помехам отсюда и высокая помехозащищенность. д возможность непосредственного оперирования со зрительно воспринимаемыми образами фотосчитывание, визуализация например, на жидких кристаллах.

Любое оптоэлектронное устройство содержит фотоприемный блок. И в большинстве современных оптоэлектронных устройств фотодиод представляет основу фотоприемника. Фотодиоды обладают наилучшим сочетанием фотоэлектрических параметров, основных с точки зрения использования в оптоэлектронике высокие значения чувствительности и быстродействия, малые значения паразитивных параметров например, ток утечки. Простота их устройства позволяет достигнуть физического и конструкционного оптимума и обеспечить наиболее полное использование падающего света.

В сопоставлении с другими, более сложными фотоприемниками, они обладают наибольшей стабильностью температурных характеристик и лучшими эксплуатационными свойствами. Основной недостаток, на который обычно указывают отсутствие усиления. Но он достаточно условен. Почти в каждом оптоэлектронном устройстве фотоприемник работает на ту или иную согласующую электронную схему. И введение усилительного каскада в нее значительно проще и целесообразнее, чем придание фотоприемнику несвойственных ему функций усиления. Ну а целью моей работы является исследование характеристик фотодиода вольт-амперной характеристики, коэффициента полезного действия. 2.

Физические основы внутреннего фотоэффекта

При внутреннем фотоэффекте первичным актом является поглощение фотона. Существует несколько видов поглощения света. а собственное поглощение. Для реализации таких переходов нужна меньшая энергия кванта, чем для р... Поглощение света свободными носителями заряда и кристаллической решетк...

Принцип действия фотодиода

Принцип действия фотодиода. Неосновные носители заряда, возникшие в областях, прилегающих к p-n пе... Положение максимума в спектральной характеристике фотодиода сильно зав... Толщина p-n перехода, зависящая от обратного напряжения и концентрации... Вывод коэффициент полезного действия фотодиода согласно полученным дан...

Применение фотодиода в оптоэлектронике

И поэтому он находит широкое применение. Эти приборы сканистор, мишень кремникона, фотодиодная матрица с управл... Здесь световая энергия переходит в электрическую, причем отклик каждог... В электронной схеме оптрон выполняет функцию элемента связи, в одном и... Это основное назначение оптрона.

Заключение

Заключение Важная особенность фотодиодов высокое быстродействие. Они могут работать на частотах до нескольких миллионов герц. Фотодиоды обычно изготовляют из германия или кремния.

Фотодиод является потенциально широкополосным приемником. Этим и обуславливается его повсеместное применение. В будущем крайне важно повышение рабочей температуры фотодиодов. Оценивая сегодняшнюю оптоэлектронику в целом, можно сказать, что она скорее криогенная, чем комнатная.

Будущее оптоэлектроники находится в прямой зависимости от прогресса фотодиодных структур. Оптическая электроника бурно развивается, разрабатываются новые типы фотоприемников, и наверняка уже скоро появятся фотодиоды на основе новых материалов с большей чувствительностью, повышенным быстродействием и с улучшенными характеристиками в целом. 7.

Литература

Литература 1 Роках А. Г. Фотоэлектрические явления в полупроводниках и диэлектриках Саратов Издательство Саратовского университета, 1984. 2 Названов В. Ф. Основы оптоэлектроники.

Саратов Издательство Саратовского университета, 1980. 3 Носов Ю. Р. Оптоэлектроника. М. Советское радио, 1977. 4 Василевский А. М. и др. Оптическая электроника А. М. Василевский, М. А. Кропоткин, В. В. Тихонов. Л. Энергоатомиздат. Ленингр. Отд-ние, 1990. 5 Шалимова К. В. Физика полупроводников. М. Энергия, 1976. 6 Пасынков В.В. и др. Полупроводниковые приборы В.В. Пасынков, Л.К. Чиркин, А.Д. Шинков. М. Высшая школа, 1973.