Wie spannt man eine Fotodiode vor?

Wie spannt man eine Fotodiode vor?

Mit zunehmender angelegter Sperrvorspannung steigt der Fotodiodenstrom stark an. Die an dieser Stelle anliegende Sperrspannung wird Durchbruchspannung genannt. Dies ist die maximal angelegte Sperrspannung, bei der die Fotodiode arbeiten sollte (auch als maximale Sperrspannung bezeichnet).

Wenn Sie eine Fotodiode mit direkter Polarisation (Durchlassvorspannung) anschließen, funktioniert sie wie eine normale Diode. Wenn jedoch eine in Sperrrichtung vorgespannte Fotodiode verwendet wird, ist die Menge der durch den PN-Übergang fließenden Elektronen proportional zur Menge des auf die Diode einfallenden Lichts.

In einem Verarmungsbereich wird aufgrund des absorbierten Lichts ein Strom erzeugt. Dies ist die Strommenge proportional zur Lichtintensität. Diese Strommenge entspricht dem Leckstrom (Dunkelstrom) + dem von der Fotodiode erzeugten Strom. Der Dunkelstrom wird abhängig davon definiert, wie viel Sperrspannung an der Fotodiode anliegt.

Was passiert, wenn Sie eine Fotodiode in Vorwärtsrichtung vorspannen?

Wenn eine Fotodiode in Durchlassrichtung vorgespannt ist, bedeutet dies, dass die Spannung so angelegt wird, dass Strom von der p-Seite (Anode) zur n-Seite (Kathode) der Fotodiode fließen kann. In diesem Zustand arbeitet die Fotodiode ähnlich wie eine normale Diode.

Das Vorspannen einer Fotodiode in Durchlassrichtung führt zu einer Vergrößerung der Breite des Verarmungsbereichs, was das Barrierenpotential verringert. Dadurch wird die Fotodiode leitfähiger und der Strom kann leichter durch sie fließen. Bei Lichteinwirkung können die einfallenden Photonen im Verarmungsbereich der Fotodiode Elektron-Loch-Paare erzeugen. Das durch die Vorwärtsspannung erzeugte elektrische Feld trägt dazu bei, diese Ladungsträger zu trennen, sodass die Elektronen zur Anode und die Löcher zur Kathode fließen können und so zum Photostrom beitragen.

Das Vorspannen einer Fotodiode in Vorwärtsrichtung kann ihre Empfindlichkeit und Reaktionsfähigkeit auf Licht erhöhen. Dadurch kann die Fotodiode bei einer bestimmten Beleuchtungsstärke einen größeren Fotostrom erzeugen. Diese Eigenschaft wird üblicherweise in verschiedenen Anwendungen wie der optischen Kommunikation, Lichtdetektion und Sensorsystemen genutzt, bei denen hohe Empfindlichkeit und schnelle Reaktionszeiten erforderlich sind.

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