tailieunhanh - Cảm biến công nghiệp : Cảm biến quang part 3

Khi không có điện thế ở ngoài đặt lên chuyển tiếp (V=0), dòmg điện chạy qua chuyển tiếp i = 0, thực tế dòng I chính là dòng tổng cộng của hai dòng điện bằng nhau và ngược chiều: - Dòng khuếch tán các hạt cơ bản sinh ra khi ion hoá các tạp chất (lỗ trong trong bán dẫn loại P, điện tử trong bán dẫn loại N) do năng lượng nhiệt của các hạt dẫn cơ bản đủ lớn để vượt qua hàng rào thế. | Khi không có điện thế ở ngoài đặt lên chuyển tiếp V 0 dòmg điện chạy qua chuyển tiếp I 0 thực tế dòng I chính là dòng tổng cộng của hai dòng điện bằng nhau và ngược chiều - Dòng khuếch tán các hạt cơ bản sinh ra khi ion hoá các tạp chất lỗ trong trong bán dẫn loại P điện tử trong bán dẫn loại N do năng lượng nhiệt của các hạt dẫn cơ bản đủ lốn để vượt qua hàng rào thế. - Dòng hạt dẫn không cơ bản sinh ra do kích thích nhiệt điện tử trong bán dẫn P lỗ trống trong bán dẫn N chuyển động dưối tác dụng của điện trường E trong vùng nghèo. Hình Sơ đổ chuyển tiếp P - N và hiệu ứng quang điện trong vùng nghèo Khi có điện áp đặt lên điôt hàng rào thế thay đổi kéo theo sự thay đổi dòng hạt cơ bản và bề rộng vùng nghèo. Dòng điện qua chuyển tiếp 1 I0 exp qVd kT -10 Khi điện áp ngược đủ lốn Vd - kT -26mV ở 300K chiều cao hàng rào thế q lốn đến mức dòng khuếch tán của các hạt cơ bản trở nên rất nhỏ và có thể bỏ qua và chỉ còn lại dòng ngược của điôt khi đó I I0. Khi chiếu sáng điôt bằng bức xạ có bưốc sóng nhỏ hơn bưốc sóng ngưỡng sẽ xuất hiện thêm các cặp điện tử - lỗ trống. Để các hạt dẫn này tham gia dẫn điện cần phải ngăn cản sự tái hợp của chúng tức là nhanh chóng tách rời cặp điện tử - lỗ trống. Sự tách cặp điện tử - lỗ trống chỉ xẩy ra trong vùng nghèo nhờ tác dụng của điện trường. -34- Số hạt dẫn được giải phóng phụ thuộc vào thông lượng ánh sáng đạt tới vùng nghèo và khả năng hấp thụ của vùng này. Thông lượng ánh sáng chiếu tới vùng nghèo phụ thuộc đáng kể vào chiều dày lớp vật liệu mà nó đi qua o o 0e-ax Trong đó hệ số a 105 cm-1. Để tăng thông lượng ánh sáng đến vùng nghèo người ta chế tạo điôt với phiến bán dẫn chiều dày rất bé. Khả năng hấp thụ bức xạ phụ thuộc rất lớn vào bề rộng vùng nghèo. Để tăng khả năng mở rộng vùng nghèo người ta dùng điôt PIN lớp bán dẫn riêng I kẹp giữa hai lớp bán dẫn P và N với loại điôt này chỉ cần điện áp ngược vài vôn có thể mở rộng vùng nghèo ra toàn bộ lớp bán dẫn I. Hình Cấu tạo điôt loại PIN b Chế độ hoạt động - Chế độ .