фотодетектор

Фотодетектор является важным компонентом оптического приемника, который преобразует входящий оптический сигнал в электрический сигнал.

Применение и типы 

Полупроводниковый фотоприемник обычно называют фотодиодом, потому что это основной тип фотодетектора, используемый в системах оптической связи, из-за быстрой скорости обнаружения, высокой эффективности обнаружения и небольшого размера. 

В настоящее время оптические детекторы широко используются в промышленной электронике, электронных коммуникациях, медицине и здравоохранении, аналитическом оборудовании, автомобилестроении, транспорте и во многих других областях. Они также известны как фотодатчики и датчики света. 

Фотоприемные устройства классифицируются на основе механизма обнаружения света, такого как фотоэлектрический или фотоэмиссионный эффект, эффект поляризации, тепловой эффект, слабое взаимодействие или фотохимический эффект. Различные типы фотодетекторов в основном включают:

• фотодиод; 
• фотодетектор металл-полупроводник-металл;
• фототранзистор;
• фотопроводящий детектор;
• фотоэлементы и фотоумножители.

Особенности

ИК фотоприемник — это оптоэлектронное устройство, которое используется для обнаружения падающего света или оптической мощности для преобразования его в электрический сигнал. Обычно этот сигнал o/p пропорционален падающей оптической мощности. 

Эти датчики абсолютно необходимы для различных научных применений, таких как управление технологическими процессами, системы оптоволоконной связи, безопасность, датчики окружающей среды, а также в оборонных приложениях.

Принцип работы и основные характеристики

Инфракрасный фотоприемник работает, обнаруживая свет или другие оптические сигналы, электромагнитные излучения. Оптодетекторы, использующие полупроводники, работают на создании электронно-дырочной пары по принципу светового излучения.

Как только полупроводниковый материал освещается фотонами, которые имеют высокую или эквивалентную энергию в его запрещенной зоне, поглощенные фотоны побуждают электроны валентной зоны перемещаться в зону проводимости, оставляя дыры внутри валентной зоны. Электроны в зоне проводимости действуют как свободные электроны (дырки), которые могут рассеиваться под действием собственного или внешнего электрического поля.

Ключевые характеристики оптических детекторов:

1. Спектральный отклик — функция частоты фотонов.
2. Квантовая эффективность — количество носителей заряда, генерируемых для каждого фотона.
3. Чувствительность — выходной ток, разделенный на общую мощность света, падающего на детектор.
4. Эквивалентная шуму мощность — количество световой мощности, необходимое для генерации сигнала, который по размеру эквивалентен шуму устройства.
5. Обнаруживающая способность — квадратный корень из площади приемника, разделенный на эквивалентную мощность шума.
6. Усиление — выходной ток детектора, который делится на непосредственно создаваемый ток падающими фотонами.
7. Темновой ток — ток при недостатке света.
8. Время отклика — период, необходимый детектору для перехода от 10 до 90% конечного результата.
9. Спектральная плотность шума – функция частоты собственного шумового тока или напряжения
10. Нелинейность — ограничивает выходной сигнал РЧ.

На фото выше в качестве примера представлен фотоприемник для телевизора на плате 42C720-IRH2LG.