電流 (I) を一方向に流す 2 端子電子部品は、ダイオードと呼ばれます。ダイオードでは、最も一般的に使用されるダイオードは半導体ダイオードです。この記事では、特殊なタイプの半導体ダイオード、その内部構造、および用途に応じたタイプについて説明します。
ダイオードに流れる電流とフォトダイオードの印加電圧による電圧の関係を示します。このように電圧とダイオード電流をグラフで表すことをダイオードのIV特性と呼びます。
フォトダイオード
フォトダイオードは、光を当てると光を電気エネルギーに変換する特別なタイプの半導体ダイオードです。
フォトダイオードの接合部が照らされ、2 つの端子に電流が流れます。
フォトダイオードの構築
フォトダイオードの PN ジャンクションはガラスの中に配置されています。この透明なガラスは、光がダイオードを通過できるようにします。ガラスの反対側は断熱されています。
フォトダイオードの働き
フォトダイオードが光や放射線にさらされていない場合、p 側の電子が接合部を流れます。少数キャリアが接合部を流れると、逆電流が流れます。この電流は暗電流と呼ばれます。
フォトダイオードが光にさらされると、接合部の温度が上昇します。電子と正孔は互いに分離されます。 n 側の電子はバッテリーのプラス端子に引き寄せられ、p 側の正孔はバッテリーの (-) 端子に引き寄せられます。
その結果、大量の逆電流が接合部を介して生成されます。光強度が増加すると、より多くのキャリアが生成され、フォトダイオードを流れます。したがって、大電流が生成されます。
光の強さは電流に正比例します。
順バイアスと逆バイアス条件
pn 接合ダイオードが動作する方法には、順方向バイアスと逆方向バイアスの 2 つがあります。
順方向バイアスは、電源の正端子がジャンクションの P 領域に接続され、バッテリの負端子がジャンクションの N 領域に接続されている場合です。
逆バイアスとは、電源の正端子がジャンクションの N 領域に接続され、バッテリーの正端子がジャンクションの P 領域に接続されている場合です。
フォトダイオードのI-V特性
フォトダイオードのI-V特性グラフにおいて、横軸は逆印加電圧、縦軸は逆電圧印加時に素子に流れる電流を表します。
仕組みで既に説明したように、小さな逆電流がデバイスを流れ、この電流は暗電流として知られています (x 軸で表されます)。
ジャンクションが点灯すると、電流が増加し、印加された逆電圧とは無関係になります。
したがって、キャリアは温度の上昇に伴う放射強度によってのみ流れ、逆バイアス条件はこの状況では何の役割も果たしません。
照射後、曲線は等間隔を示していると明確に言えます。これは、フォトダイオードの接合部に当たる放射線の強度が、デバイスを流れる電流に正比例するためです。つまり、温度または光の強度の増加に伴って電流が増加すると言えます。
フォトダイオードの動作は逆バイアス条件で動作します。逆電流は、逆電圧とは完全に無関係になることがあります。照明がない状態では、逆電流はゼロです。光量が増えると、逆電流も増えます。
フォトダイオードの応用
<オール>結論:
フォトダイオードの I-V 特性と逆バイアス状態での動作について、フォトダイオードの動作原理と適切な説明、および順バイアスと逆バイアスの概念について説明します。
フォトダイオードの重要なアプリケーションのいくつかを研究し、安全や医療アプリケーションなどのさまざまな分野でのフォトダイオードの使用について学びました.
