ФОТОДИОД

Полупроводниковый фотоэлектрич. селективный приёмник оптического излучения, обладающий односторонней фотопроводимостью. Полупроводниковый кристалл Ф. обладает электронно-дырочным переходом (р—n-переходом). Различают 2 режима работы Ф.: фотодиодный, когда во внеш. цепи Ф. содержится источник пост. тока, создающий на р—n-переходе обратное запирающее смещение, и вентильный, когда такой источник отсутствует. В фотодиодном режиме Ф., как и фоторезистор, используют для управления электрич. током в цепи в соответствии с изменением интенсивности падающего излучения. Возникающие под действием излучения неосновные носители диффундируют через р—n-переход и ослабляют электрич, поле последнего. Фототок в Ф. в широких пределах линейно зависит от интенсивности падающего излучения и практически не зависит от напряжения смещения. В вентильном режиме Ф., как и полупроводниковый фотоэлемент, используют в качестве генератора фотоэдс.

Область спектр. чувствительности Ф. определяется полупроводниковым материалом, из к-рого он изготовлен. Широкое распространение получили Ф. из Ge и Si, чувствительные соответственно в диапазонах 0,4—2,0 мкм и 0,4—1,2 мкм; Ф. из InAs, работающий при охлаждении до 233 К, чувствителен в диапазоне 3,0—5,9 мкм. Ф. изготовляют с величиной фоточувствит. площади от долей мм2 до десятков мм2. При необходимости большой эфф. светочувствительной площади в конструкции Ф. используют иммерсионную систему. Порог чувствительности совр. Ф. (величина миним. сигнала, регистрируемого Ф., отнесённая к ед. полосы рабочих частот) достигает 10-14 Вт/Гц1/2; типичное значение интегральной чувствительности 0,5 А/Вт. Постоянная времени (инерционность) Ф. определяется временем перехода неосновных носителей до р—n-перехода и изменяется в пределах 10-10—10-5 с в зависимости от длины волны регистрируемого излучения, конструкции Ф. и схемы его включения. Для регистрации излучения с длинами волн 8—15 мкм разработаны. Ф. на основе тройных соединений типа HgCdTe, обладающие при охлаждении до 77 К порогом чувствительности 10-13 Вт/Гц1/2 и постоянной времени 10-9 с. Лавинные Ф. (счётчики фотонов) основаны на явлении электрич. пробоя р—n-перехода, в результате к-рого из-за ударной ионизации происходит лавинообразное увеличение числа носителей заряда: коэфф. усиления фототока в лавинных Ф. из Ge достигает 3•102 и 104—106 в Ф. из Si; порог чувствительности — до 10-17 Вт/Гц1/2. Ф. применяются также как приёмники инфракрасного излучения.