• HOME
  • DỰ ÁN & MẠCH ĐIỆN
    • Lập trình
      • ARDUINO PROJECT
      • ESP8266 PROJECT
      • ESP32 PROJECT
      • RASPBERRY PI PROJECT
      • Vi điều khiển
    • Điện tử ứng dụng
      • Audio / Amplifiers
      • Nguồn điện
      • Pin sạc/Acquy và mạch sạc
      • Biến đổi AC và DC
      • Robotic
      • Cảm biến
      • LED
      • LCD
      • Động cơ bước
      • Mạch linh tinh
      • Test & Measurement
      • RF – FM
    • Nixie Clock
    • HOME AUTOMATION
    • Dân dụng
    • Công nghiệp
  • KIẾN THỨC CĂN BẢN
    • Điện tử cơ bản
    • Điện tử số
    • PCB
    • Nixie Tube
    • Raspberry Pi
    • Vi điều khiển
    • Arduino
    • IN 3D
  • DOWNLOAD
    • Phần mềm điện tử
    • Giáo trình
      • Giáo trình Điện – Điện tử
      • Giáo trình Tự Động Hóa
      • Giáo trình Viễn thông
    • Đề tài
      • Đề tài – Điện – Điện Tử
      • Đề tài – Tự Động Hóa
      • Đề tài – Viễn thông
    • Điện tử ứng dụng
    • Tài liệu nước ngoài
    • Hướng dẫn, sửa chữa
    • Sơ đồ, nguyên lý thiết bị
    • Tiêu chuẩn – Đo lường – Thử nghiệm
    • Datasheet
  • LIÊN HỆ
  • SẢN PHẨM

Mạch Điện Lý Thú

Sơ đồ nguyên lý, PCB, đồ án, tài liệu, DIY

Trang chủ » Kiến thức căn bản » Điện tử cơ bản » Cấu tạo và Nguyên tắc hoạt động cấu trúc PIN Photodiode (điốt quang)

Cấu tạo và Nguyên tắc hoạt động cấu trúc PIN Photodiode (điốt quang)

31/08/2023 by admin Để lại bình luận

Đã được đăng vào 25/05/2019 @ 11:03

Cấu tạo và Nguyên tắc hoạt động cấu trúc PIN Photodiode (điốt quang) là một cấu trúc mới của Photodiode, trong bài này trình bày cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của cấu trúc mới này của Photodiode

CẤU TRÚC PIN PHOTODIODE

  • Một tiếp giáp gồm 2 bán dẫn tốt là P+ và N+ làm nền, ở giữa có một lớp mỏng bán dẫn yếu loại N hay một lớp tự dẫn I (Intrisic).

  • Trên bề mặt của lớp bán dẫn P+ là một điện cực vòng (ở giữa để cho ánh sáng thâm nhập vào miền I).

  • Đồng thời trên lớp bán dẫn P+ có phủ một lớp mỏng chất chống phản xạ để tránh tổn hao ánh sáng vào.

  • Điện áp phân cực ngược để cho diode không có dòng điện (chỉ có thể có một dòng ngược rất nhỏ, gọi là dòng điện tối).

Xem thêm:

  • Các loại nguồn xung thông dụng và nguyên lý hoạt động
  • Tìm hiểu nguyên tắc hoạt động IC khuếch đại thuật toán 741
Sơ đồ PIN Photodiode
Cấu trúc PIN Photodiode

Khi các photon đi vào lớp P+ có mức năng lượng lớn hơn độ rộng của dải cấm, sẽ sinh ra trong miền P+, I, N+ của PIN-Photodiode các cặp điện tử và lỗ trống (chủ yếu ở lớp I).

Các điện tử và lỗ trống trong miền I vừa được sinh ra bị điện trường mạnh hút về hai phía (điện tử về phía N+ vì có điện áp dương, lỗ trống về miền P+ vì có điện áp âm).

Mặt khác, các điện tử mới sinh ra trong miền P+ khuếch tán sang miền I nhờ gradien mật độ tại tiếp giáp P+I, rồi chạy về phía N+ vì có điện áp dương và lỗ trống mới sinh ra trong miền N+ khuếch tán sang miền I nhờ gradien mật độ tại tiếp giáp N+I, rồi chạy về phía về miền P+ vì có điện áp âm.

Tất cả các phần tử này sinh ra ở mạch ngoài của PIN-Photodiode một dòng điện và trên tải một điện áp.

Có một số điện tử và lỗ trống không tham gia vào quá trình tạo ra dòng điện ngoài, vì chúng được sinh ra ở miền P+ và N+ ở cách xa các lớp tiếp giáp P+I và N+I không được khuếch tán vào miền I (do ở khoảng cách xa hơn độ dài khuếch tán của động tử thiểu số), nên chíng lại tái hợp với nhau ngay trong các miền P+ và N+.

Trong trường hợp lý tưởng, mỗi photon chiếu vào PIN-Photodiode sẽ sinh ra một cặp điện tử và lỗ trống và giá trị trung bình của dòng điện ra tỷ lệ với công suất chiếu vào.

Nhưng thực tế không phải như vậy, vì một phần ánh sáng bị tổn thất do phản xạ bề mặt.

Khả năng thâm nhập của ánh sáng vào các lớp bán dẫn thay đổi theo bước sóng.

Vì vậy, lớp P+ không được quá dầy. Miền I càng dầy thì hiệu suất lượng tử càng lớn, vì xác suất tạo ra các cặp điện tử và lỗ trống tăng lên theo độ dầy của miền này và do đó các photon có nhiều khả năng tiếp xúc với các nguyên tử hơn.

Tuy nhiên, trong truyền dẫn số độ dài của xung ánh sáng đưa vào phải đủ lớn hơn thời gian trôi Td cần thiết để các phần tử mang điện chạy qua vùng trôi có độ rộng d của miền I.

Do đó, d không được lớn quá vì như thế tốc độ bit sẽ bị giảm đi.

Khi bước sóng ánh sáng tăng thì khả năng đi qua bán dẫn cũng tăng lên, ánh sáng có thể đi qua bán dẫn mà không tạo ra các cặp điện tử và lỗ trống.

Do đó, với các vật liệu phải có một bước sóng tới hạn.

Nguồn: machdientu.org

5/5 - (2 bình chọn)
  • Share on Facebook
  • Tweet on Twitter

Thuộc chủ đề:Điện tử cơ bản Tag với:diode, điốt, điốt quang, photodiode

Bài viết trước « Quá trình biến đổi năng lượng trong bình ắc quy diễn ra như thế nào?
Bài viết sau Mạch siêu âm đuổi chó sử dụng IC Timer 555 đơn giản dễ làm »

Reader Interactions

Trả lời Hủy

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Sidebar chính

Zalo hỏi đáp 24/7

Theo dõi qua mạng xã hội

  • Facebook
  • RSS

Bạn đang tìm gì?

Bài viết mới nhất

Mạch điều chỉnh âm lượng (Audio Fader)

Mạch điều chỉnh âm lượng (Audio Fader)

24/09/2023

Thông số dây quấn cách điện cho máy biến áp và cuộn kháng

Thông số dây quấn cách điện cho máy biến áp và cuộn kháng

24/09/2023

Thuyết điện tử

Thuyết điện tử

24/09/2023

Bảng tra Varistor phần tử bảo vệ quá áp

Bảng tra Varistor phần tử bảo vệ quá áp

24/09/2023

Triac là gì, Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Triac là gì, Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

24/09/2023

Chuyên mục

  • DỰ ÁN & MẠCH ĐIỆN (252)
    • Công nghiệp (16)
    • Dân dụng (28)
    • Điện tử ứng dụng (183)
      • Audio / Amplifiers (34)
      • Biến đổi AC và DC (24)
      • Cảm biến (44)
      • Động cơ bước (6)
      • Kiểm thử và đo đạc (23)
      • LCD (15)
      • LED (20)
      • Mạch linh tinh (27)
      • Nguồn điện (42)
      • Pin sạc/Acquy và mạch sạc (24)
      • RF – FM (5)
      • Robotic (2)
    • HOME AUTOMATION (28)
    • Lập trình (94)
      • ARDUINO PROJECT (39)
      • ESP32 PROJECT (6)
      • ESP8266 PROJECT (29)
      • RASPBERRY PI PROJECT (9)
      • Vi điều khiển (24)
    • Nixie Clock (3)
  • Kiến thức căn bản (170)
    • Arduino (36)
    • Điện tử cơ bản (77)
    • Điện tử số (9)
    • IN 3D (9)
    • Nixie Tube (13)
    • PCB (18)
    • Raspberry Pi (10)
    • Vi điều khiển (16)

Footer

Bài viết mới nhất

  • Mạch điều chỉnh âm lượng (Audio Fader)
  • Thông số dây quấn cách điện cho máy biến áp và cuộn kháng
  • Thuyết điện tử
  • Bảng tra Varistor phần tử bảo vệ quá áp
  • Triac là gì, Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
  • Mạch chia tần số trong âm thanh

Bình luận mới nhất

  • admin trong Điều khiển quạt tản nhiệt tự động
  • Nguyễn mạnh trung trong Điều khiển quạt tản nhiệt tự động
  • admin trong Đồng hồ dùng GLCD Homephone V2.0 – Gà mổ thóc
  • nam trong Đồng hồ dùng GLCD Homephone V2.0 – Gà mổ thóc

Tìm kiếm

Tất cả nội dung trên website chỉ dùng để tham khảo. Chúng tôi không chịu trách nhiệm về thông tin thành viên đăng tải lên website và xóa bài viết khi có vi phạm bản quyền tác giả.