Jaki jest prąd ciemny fotodiody?

Ciemny prąd fotodiody odnosi się do prądu przepływającego przez fotodiodę nawet przy braku padającego światła. Prąd ten powstaje w wyniku termicznego wytwarzania par elektron-dziura w materiale półprzewodnikowym fotodiody. Innymi słowy, nawet jeśli żadne fotony nie uderzają w fotodiodę, tworząc pary elektron-dziura w wyniku efektu fotoelektrycznego, energia cieplna nadal generuje niewielką ilość prądu. Prąd ciemny jest zazwyczaj bardzo niski, ale wzrasta wraz z temperaturą, wpływając na czułość i działanie fotodiody w warunkach słabego oświetlenia.

Prąd płynący przez fotodiodę odnosi się do całkowitego prądu przepływającego przez urządzenie wystawione na działanie światła lub w ciemności. Kiedy światło pada na fotodiodę, generuje w materiale półprzewodnikowym pary elektron-dziura, co prowadzi do powstania fotoprądu proporcjonalnego do intensywności padającego światła. W ciemności fotodioda nadal emituje niewielką ilość prądu, zwanego prądem ciemnym, który przepływa w wyniku termicznego wytwarzania par elektron-dziura. Całkowity prąd płynący przez fotodiodę jest sumą fotoprądu (w obecności światła) i prądu ciemnego (w ciemności).

Ciemny prąd fototranzystora jest podobny do prądu fotodiody, ale odnosi się konkretnie do prądu przepływającego przez fototranzystor, gdy na jego obszar bazowy nie pada żadne światło. Podobnie jak fotodiody, fototranzystory również wykazują termiczne wytwarzanie par elektron-dziura w swoim materiale półprzewodnikowym, co skutkuje niewielkim przepływem prądu przy braku światła. Ten ciemny prąd jest nieodłączną cechą fototranzystora i wpływa na jego czułość i działanie w warunkach słabego oświetlenia, podobnie jak w przypadku fotodiod.

W kontekście klasy 12 (prawdopodobnie w odniesieniu do programu nauczania) opór fotodiody w ciemności zazwyczaj odnosi się do oporu wykazywanego przez fotodiodę w ciemności lub gdy nie pada na nią żadne światło. Reprezentuje rezystancję mierzoną na fotodiodzie, gdy jest ona spolaryzowana zaporowo i żadne fotony nie generują par elektron-dziura w materiale półprzewodnikowym. Ciemny opór jest powiązany z ciemnym prądem i może się różnić w zależności od rodzaju fotodiody i jej konstrukcji.

Szum ciemnego prądu w fotodetektorze oznacza szum lub wahania sygnału wyjściowego fotodetektora spowodowane przez nieodłączny ciemny prąd urządzenia. Jak wspomniano wcześniej, prąd ciemny to prąd przepływający przez fotodetektor przy braku padającego światła w wyniku termicznego wytwarzania par elektron-dziura. Ten niewielki prąd zmienia się losowo w czasie na skutek efektów termicznych, które wprowadzają szum do sygnału wyjściowego fotodetektora. Szum ciemnego prądu może pogorszyć stosunek sygnału do szumu fotodetektora, wpływając na jego czułość i zdolność dokładnego wykrywania słabych sygnałów optycznych, szczególnie w warunkach słabego oświetlenia. Minimalizacja prądu ciemnego i związanego z nim szumu jest niezbędna do optymalizacji wydajności fotodetektorów w różnych zastosowaniach wykrywania optycznego i komunikacji.