Pourquoi les photodiodes fonctionnent-elles en polarisation inverse ?

Les photodiodes convertissent plus efficacement la lumière incidente en courant électrique à l’état éteint qu’à l’état éteint, car la largeur de la bande d’arrêt augmente à mesure que vous augmentez la tension de blocage – directement proportionnelle appliquée à la diode dans une jonction pn polarisée en inverse.

En appliquant une tension plus élevée, davantage de photons incidents sont convertis en courant électrique. Cependant, si vous polarisez une jonction pn vers l’avant, la largeur de la région d’appauvrissement diminue, de sorte que seule une petite partie des photons incidents est convertie en courant électrique.

  • Les photodiodes sont polarisées en inverse (polarisation négative), tandis que les modules solaires ne sont pas polarisés du tout (polarisation nulle).
  • La jonction de la photodiode est plus grande que celle d’un panneau solaire (la région d’appauvrissement est plus grande pour les jonctions polarisées en inverse).
  • La photodiode fonctionne dans le troisième quadrant ; tandis que la cellule solaire fonctionne dans le quatrième quadrant de la caractéristique I-V (car elle a une polarisation négative et l’autre n’est pas polarisé).

Une autre façon d’examiner la jonction PN polarisée en inverse est une région de champ élevé (en raison des ions dopants restant à travers les jonctions polarisées en inverse). Au moment où vous créez une paire trou-électron à partir d’un photon, chacun de ces porteurs de charge est rapidement séparé et balayé hors de la région d’appauvrissement pour produire un photocourant. Ceci est directement analogue à la raison pour laquelle un collecteur de base dans un transistor bipolaire est polarisé en inverse dans le mode boost linéaire direct.

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