Фотодиод,полупроводниковый диод, обладающий свойством односторонней фотопроводимости при воздействии на него оптического излучения. Фотодиод представляет собой полупроводниковый кристалл обычно с электронно-дырочным переходом (р–n-переходом), снабженный 2 металлическими выводами (один от р-, другой от n-области) и вмонтированный в металлический или пластмассовый защитный корпус. Материалами, из которых выполняют Фотодиод, служат Ge, Si, GaAs, HgCdTe и др.

Структурная схема фотодиода и схема его включения при работе в фотодиодном режиме: 1 — кристалл полупроводника; 2 — контакты; 3 — выводы; Ф — поток электромагнитного излучения; п и р — области полупроводника соответственно с донорной и акцепторной примесями; Е — источник постоянного тока; R_н — нагрузка.

  Различают 2 режима работы Фотодиод: фотодиодный, когда во внешней цепи Фотодиод содержится источник постоянного тока, создающий на р–n-переходе обратное смещение, и вентильный, когда такой источник отсутствует. В фотодиодном режиме Фотодиод, как и фоторезистор, используют для управления электрическим током в цепи Фотодиод в соответствии с изменением интенсивности падающего излучения. Возникающие под действием излучения неосновные носители диффундируют через р–n-переход и ослабляют электрическое поле последнего. Фототок в Фотодиод в широких пределах линейно зависит от интенсивности падающего излучения и практически не зависит от напряжения смещения. В вентильном режиме Фотодиод, как и полупроводниковый фотоэлемент, используют в качестве генератора фотоэдс.

Основные параметры Фотодиод: 1) порог чувствительности (величина минимального сигнала, регистрируемого Фотодиод, отнесённая к единице полосы рабочих частот), достигает 10^-14вт/гц^1/2; 2) уровень шумов – не свыше 10^-9а; 3) область спектральной чувствительности лежит в пределах 0,3–15 мкм; 4) спектральная чувствительность (отношение фототока к потоку падающего монохроматического излучения с известной длиной волны) составляет 0,5–1 а/вт; 5) инерционность (время установления фототока) порядка 10^-7–10^-8сек. В лавинном Фотодиод, представляющем собой разновидность Фотодиод с р–n-cтруктурой, для увеличения чувствительности используют т. н. лавинное умножение тока в р–n-переходе, основанное на ударной ионизации атомов в области перехода фотоэлектронами. При этом коэффициент лавинного умножения составляет 10²–10⁴. Существуют также Фотодиод с р–i–n-cтруктурой, близкие по своим характеристикам к Фотодиод с р–n-cтруктурой; по сравнению с последними они обладают значительно меньшей инерционностью (до 10^-10 сек).

  Фотодиод находят применение в устройствах автоматики, лазерной техники, вычислительной техники, измерительной техники и т.п.

 

  Лит.: Тришенков М. А., Фример А. И., Фотоэлектрические полупроводниковые приборы с р–n-переходами, в сборнике: Полупроводниковые приборы и их применение, М., 1971; Рябов С. Г., Торопкин Г. Н., Усольцев И. Фотодиод, Приборы квантовой электроники, М., 1976.

  И. Фотодиод Усольцев.