Studijní text [pdf] - Personalizace výuky prostřednictvím e-learningu

Polovodičové diody
W g
h
(2.18)
kde
h = 6,62·10 -34 J·s je Planckova konstanta
ν [s -1 ] je frekvence záření
Situace je schématicky znázorněna na obr. 2.18. Pokud je energie záření dostatečná, generuje
v ochuzené oblasti pár elektron-díra – viz obr. 2.18. Elektrické pole v ochuzené vrstvě urychluje
elektron do oblasti N a díru do oblasti P.
P
N
pár elektron – díra
( A ) ( K )
E
h ·ν
h ·ν
Obr. 2.18: Kvalitativní zobrazení fotojevu
Je-li dioda rozpojena (zapojena naprázdno), vzniká na ní měřitelné napětí naprázdno U D0 , které
závisí na intenzitě záření logaritmicky (navíc je teplotně závislé). Tento režim proto není vhodný pro
fotometrické účely [2].
Jeli dioda zapojena nakrátko, obvodem protéká proud I DK , který je v širokém rozsahu přímo
úměrný intenzitě záření. Tento režim je proto vhodný pro fotometrické účely. Proud směřuje od K k A
(je tedy záporný podle šipkové konvence diody).
Mezi stavem naprázdno a nakrátko pracuje přechod v tzv. fotovoltaickém režimu. V obvodu
přechodu není zapojen žádný zdroj napětí ani proudu, chová se jako zdroj (sluneční články) – viz obr.
2.19. Zatěžovací rezistor se volí tak, aby fotočlánek dodával maximální výkon – viz R OPT . Protože
výkon je dán součinem napětí a proudu, odpovídá maximálnímu výkonu maximální plocha – viz
vyšrafovaná oblast náležející k pracovnímu bodu P.
U
DP
ROPT
I
DP
Ve fotovoltaickém režimu je ochuzená vrstva úzká a má velkou kapacitu, proto i špatné
frekvenční vlastnosti. Tuto kapacitu lze snížit rozšířením ochuzené oblasti – přiložením záporného
napětí U D – hovoříme o fotovodivostním režimu. Frekvenční vlastnosti jsou zde lepší a proud stále
lineárně odpovídá intenzitě dopadajícího záření.
Pokud na fotodiodu nedopadá záření, chová se jako běžná dioda – viz obr. 2.19 – 1. kvadrant.
Použití:
Některé fotodiody pracují
v odporovém (fotovodivostním) i hradlovém (fotovoltaickém) režimu
pouze v fotovodivostním režimu
pouze v fotovoltaickém režimu
45