Navoiy kon-metallurgiya kombinati navoiy davlat konchilik va texnologiyalar universiteti

2.4. Fotodiodlarning belgilanishi,sxemasi va Volt-Amper xarakteristikasi.Bitta p-n o'tishga ega bo'lgan fotoelektr asbob fotodiod deb ataladi.Fotodiod sxemaga tashqi elektr manba bilan (fotodiod rejimi) va tashqi elektr manbasiz (fotovoltaik rejim) ulanishi mumkin. Tashqi elektr manba shunday ulanadiki, bunda p-n o'tish teskari yo'nalishda siljigan bo'lsin. Fotodiodga yorug'lik tushmaganda dioddan berilgan kuchlanishga bog'liq bo'lmagan ekstraksiya toki deb ataluvchi,juda kichik qiymatga ega “qorong'ulik” toki oqib o‘tadi. Diodning n — baza sohasi taqiqlangan zona kengligidan katta h v energiyaga ega bo‘lgan fotonlar bilan yoritilganda elektron-kovak juftliklar generatsiyalanadi. Agar hosil bo‘lgan juftliklar bilan p-n o‘tish orasidagi masofa zaryad tashuvchilarning diffuziya uzunligidan kichik bo‘lsa,
generatsiyalangan kovaklar p-n o ‘tish maydoni yordamida ekstraksiyalanadi va teskari tok qiymati uning “qorong‘ulik’'dagi qiymatiga nisbatan ortadi. Yorug‘lik oqimi F intensivligi ortishi bilan diodning IF teskari toki qiymati ortib boradi. Yorugiik oqimining turli qiymatlari uchun fotodiod VAXi 2.3-rasmda keltirilgan.
Yoritilganlikning keng chegarasida fototok bilan yorug‘lik oqimi orasidagi bog‘lanish amalda chiziqli bo'ladi.
Proporsionallik koeffitsienti bir necha mA/lm ni tashkil etadi va fotodiodning sezgirligi deb ataladi. Fotodiodlar turli o'lchash qurilmalarida hamda optik tol-ili aloqa liniyalarida yorug’lik oqimini qabul qiluvchilar sifatida ishlatiladi.
Fotodiodning fotodiod rejimidan tashqari fotovoltaik rejimi keng ishlatiladi. Ushbu rejimda fotodiod tashqi elektr manba ulanmagan holda ishlatiladi va yorug'lik (quyosh) energiyasini bevosita elektr energiyaga o'zgartirish uchun qo'llaniladi.

2.4-rasm. Yorug‘lik oqimining turli qiymatlarida
fotodiod VAXining o'zgarishi.
Diod fotovoltaik rejimda yoritilganda uning chiqishida foto EYK hosil bo‘ladi. Quyosh nuri energiyasini elektr energiyaga o‘zgartiruvchi o‘zaro ulangan o'zgartgichlar elektr manba sifatida kosmik kemalarda va yer ustidagi avtonom elektr energiya qurilmalarida ishlatilib kelinmoqda.
Kirish optik signallarni elektr signallariga aylantirish uchun fotoqabulqilgichlar qoʼllaniladi. Soʼng bu signallar fotoqabulqilgichni elektr qurilmalarida kuchaytiriladi va qayta ishlanadi. Bu maqsadlar uchun qoʼllaniladigan fotoqabulqilgichlar talab etiladigan polosa kengligiga, dinamik diapazonga, sezgirlikka, tola bilan puxta bogʼlanish uchun yetarli oʼlchamga ega boʼlishi, tashqi muhit oʼzgarishlariga sezgir boʼlmasligi, xizmat muddati esa yuqori boʼlishi kerak. Bu talablarga yarim oʼtkazgich fotodiodlar (FD) toʼliqroq javob beradi.
Yarim oʼtkazgich FD ishi ichki fotoeffektga asoslangan boʼlib, bunda yorugʼlik fotonini yutilishidan yangi zaryad tashuvchi juftliklari-elektron va kovaklar hosil boʼladi. Yaʼni foton atom boʼlib yutilib, elektronlarni qoʼzgʼatadi va elektronlarni valentlik zonasidan oʼtkazuvchanlik zonasiga (shaxsiy yutilish) ѐki aralashmali sathdan oʼtkazuvchanlik zonasiga (aralashmali yutilish) oʼtkazadi. Bu oʼtishlar elektr signallarni shakllanishiga sharoit yaratib, yarim oʼtkazgichning elektrik xarakteristikalarini oʼzgartiradi. Yuqori tezkorlik va tushaѐtgan nurni samarali yutilishi aralashmali yutilish samarasi bilan bogʼliq. Shu sababli hozirda OА tizimlari uchun fotodiodlar aralashmali materiallar asosida tayyorlanadi.
Аgar aralashma materialli p- va n-turdagi yarim oʼtkazgichlar birlashtirilsa, elektron va kovaklar kontsentratsiyasining har xilligi tufayli elektronlar diffuziyasi r-turdagi yarim oʼtkazgichda, kovaklar diffuziyasi esa n-turdagi yarim oʼtkazgichda yuz beradi. Natijada p-yarim oʼtkazgich tomonidagi kontakt yaqinidagi soha manfiy zaryadlanadi, n-yarim oʼtkazgich tomonidagi soha esa musbat zaryadlanadi. Bunda kontakt maydon
vujudga kelib, u asosiy boʼlmagan tashuvchilarning kelgusi diffuziyasini toʼxtatadi, kontakt oʼrnida tashuvchilar zaryad tashuvchilardan kambagʼallashgan juda ingichka qatlam hosil boʼladi. Yarim oʼtkazgichlarga (2.5-rasm) kontakt