Wat is de donkerstroom van een fotodiode?

De donkerstroom van een fotodiode verwijst naar de stroom die door de fotodiode vloeit, zelfs als er geen invallend licht is. Deze stroom ontstaat als gevolg van de thermische generatie van elektronen-gatparen in het halfgeleidermateriaal van de fotodiode. Met andere woorden: zelfs als er geen fotonen de fotodiode raken om elektronen-gatparen te creëren door het foto-elektrische effect, genereert thermische energie nog steeds een kleine hoeveelheid stroom. De donkerstroom is doorgaans erg laag, maar neemt toe met de temperatuur, waardoor de gevoeligheid en prestaties van de fotodiode bij weinig licht worden beïnvloed.

De stroom door een fotodiode verwijst naar de totale stroom die door het apparaat stroomt bij blootstelling aan licht of in het donker. Wanneer licht op een fotodiode valt, genereert het elektronen-gatparen in het halfgeleidermateriaal, wat leidt tot een fotostroom die evenredig is met de intensiteit van het invallende licht. In het donker vertoont de fotodiode nog steeds een kleine hoeveelheid stroom, bekend als donkerstroom, die vloeit als gevolg van de thermische generatie van elektron-gatparen. De totale stroom door de fotodiode is de som van de fotostroom (als er licht aanwezig is) en de donkerstroom (in het donker).

De donkerstroom van een fototransistor is vergelijkbaar met die van een fotodiode, maar heeft specifiek betrekking op de stroom die door de fototransistor vloeit wanneer er geen licht invalt op het basisgebied ervan. Net als fotodiodes vertonen fototransistoren ook thermische generatie van elektronen-gatparen in hun halfgeleidermateriaal, wat resulteert in een kleine stroomsterkte bij afwezigheid van licht. Deze donkerstroom is een intrinsiek kenmerk van de fototransistor en beïnvloedt de gevoeligheid en prestaties bij weinig licht, vergelijkbaar met fotodiodes.

In de context van klasse 12 (vermoedelijk verwijzend naar het onderwijscurriculum) verwijst de donkere weerstand van een fotodiode doorgaans naar de weerstand die de fotodiode vertoont in het donker of wanneer er geen licht op valt. Het vertegenwoordigt de weerstand gemeten over de fotodiode wanneer deze in tegengestelde richting is ingesteld en er geen fotonen elektronen-gatparen genereren in het halfgeleidermateriaal. De donkerweerstand houdt verband met de donkerstroom en kan variëren afhankelijk van het type fotodiode en de constructie ervan.

Donkerstroomruis in een fotodetector verwijst naar de ruis of fluctuaties in het uitgangssignaal van de fotodetector, veroorzaakt door de inherente donkerstroom van het apparaat. Zoals eerder vermeld, is donkerstroom de stroom die door de fotodetector vloeit bij afwezigheid van invallend licht als gevolg van thermische generatie van elektron-gatparen. Deze kleine stroom fluctueert willekeurig in de tijd als gevolg van thermische effecten, waardoor ruis in het uitgangssignaal van de fotodetector ontstaat. Donkerstroomruis kan de signaal-ruisverhouding van de fotodetector verslechteren, waardoor de gevoeligheid en het vermogen om zwakke optische signalen nauwkeurig te detecteren worden beïnvloed, vooral bij weinig licht. Het minimaliseren van donkerstroom en de bijbehorende ruis is essentieel voor het optimaliseren van de prestaties van fotodetectoren in verschillende optische detectie- en communicatietoepassingen.