Texnologiyalari va kommunikatsiyalarini rivojlantirish vazirligi muhammad al xorazmiy nomidagi toshkent axborot

§ fotovoltaik - tashqi kuchlanish yo'q 
§ fotodiod - tashqi teskari kuchlanish bilan 
Xususiyatlari: 
§ ishlab chiqarish texnologiyasi va tuzilmalarining soddaligi 
§ yuqori sezgirlik va tezlikning kombinatsiyasi 
§ past darajadagi qarshilik 
§ past inertsiya 
Fotodiodlarning parametrlari va xususiyatlari 
Parametrlar: 
sezgirlik 

---

kirishga bitta optik signal berilganda fotodiodning chiqishidagi elektr 
holatining o'zgarishini aks ettiradi. Ta'sirchanlik miqdoriy o'zgarish nisbati bilan 
o'lchanadi 
elektr xususiyatlari
, fotodetektorning chiqishida, yorug'lik oqimiga yoki 
unga sabab bo'lgan nurlanish oqimiga olingan. 
Si
,
Φ
v
=
Men
ΦΦ
v
; 
Si
,
Ev
=
Men
Φ
Ev
- yorug'lik oqimi uchun oqim sezgirligi 
Su
,
Φ
e
=
U
ΦΦ
e
; 
Si
,
Ee
=
U
Φ
Ee
- voltaik energiya oqimining sezgirligi 
fotodiod chiqishda foydali signaldan tashqari tasodifiy amplituda va spektrga 
ega bo'lgan xaotik signal paydo bo'ladi - fotodiodning shovqini. Bu foydali 
signallarni kerakli darajada kichik ro'yxatdan o'tkazishga imkon bermaydi. 
Fotodiod shovqini yarimo'tkazgich materialining shovqini va foton shovqinidan 
iborat. 
Texnik xususiyatlari: 
oqim kuchlanish xarakteristikasi (VAC) 
chiqish voltajining kirish oqimiga bog'liqligi. 
U
Φ
= 
f
(
Men
Φ
) 
spektral xususiyatlar 
fototokning fotodiodga tushayotgan nurning to'lqin uzunligiga bog'liqligi. U 
uzun to'lqin uzunliklari tomondan tasma oralig'i bilan, kichik to'lqin uzunliklarida 
katta yutilish koeffitsienti va yorug'lik kvantlarining to'lqin uzunligining pasayishi 
bilan zaryad tashuvchilarning sirt rekombinatsiyasi ta'sirining oshishi bilan 
aniqlanadi. Ya'ni qisqa to'lqin uzunlikdagi sezgirlik chegarasi taglik qalinligi va sirt 
rekombinatsiya tezligiga bog'liq. Maksimalning fotodiodning spektral 
xarakteristikasidagi o'rni yutilish koeffitsientining o'sish darajasiga juda bog'liq. 
engil ishlash 
fototokning yoritilishga bog'liqligi fototokning yoritishga to'g'ridan-to'g'ri 
mutanosibligiga mos keladi. Buning sababi fotodiod poydevorining qalinligi 
ozchilik zaryad tashuvchilarning diffuziya uzunligidan ancha kam. Ya'ni bazada 
paydo bo'lgan deyarli barcha ozchilik zaryad tashuvchilar fototokning 
shakllanishida qatnashadilar. 
vaqt doimiy 

---

bu fotodiodning yorug'lik oqimidan keyin yoki fotodiodning qorong'ilashidan 
so'ng fotodiod o'zgaruvchan vaqt, barqaror holat qiymatiga nisbatan e (63%). 
qorong'u qarshilik 
yorug'lik bo'lmaganda fotodiod qarshilik. 
Atalet 
Qurilma va asosiy jismoniy jarayonlar. Fotodiodning soddalashtirilgan 
tuzilishi shakl. 6.7, a va uning shartli grafik tasviri shakl. 6.7, b. 
Shakl: 6.7. Fotodiodning tuzilishi (a) va belgilanishi (b) 
Fotodiodlarda yuz beradigan fizik jarayonlar LEDlarda yuz beradigan 
jarayonlarga nisbatan teskari. Fotodioddagi asosiy fizik hodisa - pn-birikma 
mintaqasida va unga qo'shni mintaqalarda nurlanish ta'sirida elektron teshik 
juftlarini hosil qilish. 
Elektron teshikli juftlarning paydo bo'lishi teskari kuchlanish mavjud 
bo'lganda diyotning teskari oqimining ko'payishiga va zanjir ochiq bo'lganda anod 
va katod o'rtasida kuchlanish uac paydo bo'lishiga olib keladi. Bundan tashqari, 
uac\u003e 0 (teshiklar anodga, elektronlar esa pn-birikmaning elektr maydoni 
ta'sirida katodga o'tadi). 
Xususiyatlari va parametrlari. Fotodiodlarni har xil yorug'lik oqimlariga mos 
keladigan volt-amper xarakteristikalari oilasi bilan tavsiflash qulay (yorug'lik 
oqimi lyumenlarda, lm bilan o'lchanadi) yoki har xil yoritishda (yorug'lik lyuks, lx 
bilan o'lchanadi). 
Fotodiodning oqim kuchlanish xususiyatlari (CVC) shakl. 6.8. 
Avvaliga yorug'lik oqimi nolga teng bo'lsin, keyin fotodiodning CVC 
an'anaviy diyotning CVC-ni takrorlaydi. Agar yorug'lik oqimi nolga teng bo'lmasa, 
u holda p-n-birikma mintaqasiga kirib boradigan fotonlar elektron teshik juftlarini 
hosil bo'lishiga olib keladi. P-n-birikma elektr maydonining ta'sirida oqim 
tashuvchilar elektrodlarga (teshiklar - p qatlamining elektrodiga, elektronlar - n 
qatlamning elektrodiga) o'tadilar. Natijada elektrodlar o'rtasida kuchlanish paydo 
bo'ladi, bu yorug'lik oqimining oshishi bilan ortadi. Ijobiy anod-katod kuchlanishi 

---

bilan diod oqimi salbiy bo'lishi mumkin (xarakteristikaning to'rtinchi kvadranti). 
Bunday holda, qurilma iste'mol qilmaydi, lekin energiya ishlab chiqaradi. 
Shakl: 6.8. Fotodiodning oqim kuchlanish xususiyatlari 
Amalda fotodiodlar ham fotogenerator rejimida (fotovoltaik rejim, vana 
rejimi), ham fotokonverter rejimida (fotodiod rejimi) ishlatiladi. 
Fotogenerator rejimida quyosh batareyalari ishlaydi, yorug'likni elektrga 
aylantiradi. Hozirgi vaqtda quyosh batareyalarining samaradorligi 20% ga etadi. 
Hozircha quyosh batareyalaridan olingan energiya ko'mir, neft yoki urandan 
olinadigan energiyadan taxminan 50 baravar qimmatroq. 
Fotokonverter rejimi uchinchi kvadrantning I - V xarakteristikasiga mos 
keladi. Ushbu rejimda fotodiod zanjirda mavjud bo'lgan ba'zi bir tashqi kuchlanish 
manbalaridan energiya (u i\u003e 0) iste'mol qiladi (6.9-rasm). Ushbu rejimning 
grafik tahlili an'anaviy diyot singari yuk chizig'i yordamida amalga oshiriladi. 
Bunday holda, xususiyatlar odatda birinchi kvadrantda an'anaviy ravishda 
tasvirlanadi (6.10-rasm). 
Shakl: 6.9-rasm 6.10 
Fotodiodlar fotorezistorlarga qaraganda tezroq. Ular 107-1010 Hz 
chastotalarida ishlaydi. Fotodiod ko'pincha LED-fotodiod optokupllarda 
ishlatiladi. Bunday holda, fotodiodning turli xil xususiyatlari LEDning turli xil 
oqimlariga mos keladi (bu holda har xil yorug'lik oqimlarini yaratadi). 
1. Fotodiodning energiya xarakteristikalari fotodokni fotodiodga tushadigan 
yorug'lik oqimi bilan bog'laydi. Fotodiod generator rejimida ishlaganda yorug'lik 
oqimiga bog'liqligi faqat qisqa tutashgan fotodiod bilan qat'iy ravishda chiziqli 
bo'ladi. Yuklanish qarshiligining oshishi bilan xarakteristikalar tobora ko'proq 
egilib, umuman to'yinganlik mintaqasiga ega (3.12-rasm, a). Fotodiod tashqi 
kuchlanish manbai bo'lgan zanjirda ishlaganda, energiya xarakteristikalari chiziqli 
bo'lganlarga ancha yaqinlashadi. Amaldagi voltajning oshishi bilan fototok bir oz 
ortadi (3.12-rasm, b). Bu b-o'tish mintaqasining kengayishi va taglik kengligining 
pasayishi bilan izohlanadi, natijada a-o'tish tomon harakatlanayotganda zaryad 
tashuvchilarning kichik qismi bazada qayta birlashadi. 

---

2. Fotodiodning absolyut va nisbiy spektral xarakteristikalari fotorezistorning 
mos keladigan xususiyatlariga o'xshash va fotodiod materialiga va kiritilgan 
kirlarga bog'liq (3.12-rasm, s-rasm). 
Spektral xarakteristikalar amalda spektrning ko'rinadigan (300-750 nm) va 
infraqizil mintaqalarini qamrab oladi. 
4. Chastotali javob, yorug'lik oqimining yorqinligi har xil nurlanish 
chastotalari bilan o'zgarganda integral sezgirlikning o'zgarishini ko'rsatadi (3.12-
rasm, d). Ba'zan fotodiodning inertsional xossalari kesish chastotasi bilan ajralib 
turadi, unda integral sezgirlik uning statik qiymati bilan taqqoslash omili bilan 
kamayadi.