Полупроводниковые диоды

1. Полупроводниковые диоды

Фотодиод
Фотодиодом называется фотогальванический приёмник излучения.
Рабочее включение – обратное.
В основе работы фотодиода лежит фотоэлектронное явление –
преобразование световой энергии в электрическую.
1

2. Полупроводниковые диоды

Обратный ток фотодиода прямо пропорционально зависит от
интенсивности светового потока, падающего на него
При облучении полупроводника световым потоком возрастает генерация
собственных зарядов, что приводит к увеличению количества как
основных, так и неосновных носителей заряда – фотоносителей.
2

3. Полупроводниковые диоды

В зависимости от того, как используется эффект превращения света в
электрический ток, фотодиоды делятся на:
Фотогенераторы – всем известные солнечные панели, которые
применяют для питания калькуляторов, различных приборов в
космических аппаратах и многих других.
Такой режим называется – фотогенераторный (вентильный) режим, и при
этом режиме не требуется внешний источник электроэнергии
3

4. Полупроводниковые диоды

При облучении полупроводника световым потоком возрастает генерация
собственных зарядов.
Подойдя к P-N переходу, носители разделяются внутренним полем так, что
дырки накапливаются в P области, в электроны в N.
В результате накопления дырок и электронов соответственно в Р-слое и в N слоях, образуется разность потенциалов – электродвижущая сила.
На этом свойстве разделения зарядов основана работа солнечных батарей.
В темноте фотодиод обладает характеристиками обычного диода.
4

5. Полупроводниковые диоды

Фотопреобразователи – служат для управления различными
устройствами.
Например, фонари уличного освещения выключаются автоматически после
восхода солнца. Ночью, при отсутствии света, фотодиод ведет себя, как
обычный диод, пропускает ток. Днем запирает.
Такой режим называется - фотодиодный режим, и при этом режиме
необходим внешний источник электроэнергии.
5

6. Полупроводниковые диоды

Основные характеристики фотодиода
Вольт - амперная
6

7. Полупроводниковые диоды

Световая характеристика
7

8. Полупроводниковые диоды

Основные параметры фотодиода
8

9. Полупроводниковые диоды

Светодиод
Светодиодом называется полупроводниковый прибор с одним Р-N переходом,
помещённый в корпус с двумя выводами.
В основе работы светодиода лежит оптоэлектронное явление, заключающееся
в преобразовании электрической энергии в энергию светового излучения.
9

10. Полупроводниковые диоды

Условное обозначение в схемах
Рабочее включение - прямое
10

11. Полупроводниковые диоды

Светодиоды излучают световой поток при прохождении через них прямого
тока при стабилизированном постоянном напряжении
низкого номинала (3-5В).
11

12. Полупроводниковые диоды

Самым распространёнными материалами, используемые для создания
светодиодов, являются галлий в химических соединениях с другими
элементами. Широко применяются также индий и алюминий.
12

13. Полупроводниковые диоды

Основные характеристики светодиода
ВАХ
Зависимость прямого тока через светодиод от напряжения
13

14. Полупроводниковые диоды

Яркостная характеристика
Зависимость яркости свечения от величины прямого тока через светодиод
(Яркость измеряется в Канделлах)
14

15. Полупроводниковые диоды

15

16. Полупроводниковые диоды

Оптроны
Оптроны (в последнее время приобрели название оптопары) это электронно
– оптические приборы, в которых нет электрических связей между
приемником и излучателем, а есть только оптическая связь.
Они служат для преобразования сигнала электрического тока в световой
поток.
Их световой сигнал передается через каналы оптики, а также происходит
обратная передача и преобразование света в электрический сигнал.
16

17. Полупроводниковые диоды

17

18. Полупроводниковые диоды

По сложности составляющих структурных схем в оптронных изделиях
различают 3 группы приборов:
элементарные оптопары
(представляют собой оптоэлектронный полупроводниковый прибор,
состоящий из излучающего и фотоприемного элементов, между которыми
имеется оптическая связь, обеспечивающая электрическую изоляцию между
входом и выходом)
оптоэлектронные микросхемы
(представляет собой микросхему, состоящую из одной или нескольких
оптопар и электрически соединенных с ними одного или нескольких
согласующих, или усилительных устройств)
специальные оптопары
(выполнены в виде оптопар с открытым оптическим каналом, что позволяет
размещать между парой механическое препятствие и управлять светом и
сигналом выхода)
18

19. Полупроводниковые диоды

19