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Sperrvorspannung bezieht sich normalerweise auf eine Diode. Der Strom fließt von Hochspannung zu Niederspannung, aber eine Diode lässt nur Strom in eine Richtung durch die Diode fließen. Wenn die Polarität der Diode so ist, dass ein Stromfluss möglich ist, ist sie in Vorwärtsrichtung vorgespannt. Wenn die Polarität der Diode umgekehrt wird, so dass kein Strom fließt, ist die Diode in Sperrrichtung vorgespannt.
Bei einer Fotodiode werden Elektronen aus Licht erzeugt, das auf die Diode trifft. Der so erzeugte Strom kann als Mittel zur Messung der Lichtintensität gemessen werden. Die Fotodiode reagiert schneller, wenn sie in Sperrrichtung vorgespannt ist (so dass kein Strom durch die Diode fließt, außer dem durch Licht erzeugten), im Vergleich zu null vorgespannt (es wird überhaupt keine Vorspannung angelegt). Ein ausführliches Tutorial zum Vorspannen von Fotodioden finden Sie hier:
Das Labor, in dem ich einmal arbeite bestellte bei Thor Labs ein Fotodioden-Vorspannungsmodul, das sich im Grunde genommen als Kondensator und Widerstand in einem Kunststoffgehäuse mit schönen Halterungen für fast 100 US-Dollar herausstellte, aber es machte einen großen Unterschied in der Fähigkeit, das Timing schneller Laserpulse zu messen / p>
Antwort
Zur Beantwortung dieser Frage versuche ich zunächst, die Grundidee einer PN-Sperrschichtdiode zu vermitteln, und dann werde ich erklären, wie die Vorwärtsvorspannung den DR verringert.
Der PN-Übergang ist im Grunde ein Halbleiter mit einer Seite, die mit Donor-Verunreinigungen dotiert ist, was zu SC vom N-Typ führt, und einer anderen Seite, die mit Acceptor-Verunreinigungen dotiert ist, die einen Typ SC ergeben. Beide Typen enthalten zwei verschiedene Arten von Ladungsträgern (Elektronen und Löcher) .N-Typ SC enthält Elektronen in der Mehrheit und vernachlässigbare Löcher in der Minderheit. Ähnlich P Typ SC Enthält Löcher (grundsätzlich positive Ladung) in der Mehrheit und Elektronen als geringfügig Ladungsträger.
Alle diese Ladungsträger (Elektronen und Löcher) sind in ihrem jeweiligen SC zusammen mit ihren Ionen vorhanden. Elektronen sind mit positiven Ionen und Löcher mit negativen Ionen vorhanden, die anfänglich ungeladen sind ist die bildliche Darstellung dessen, was ich sage
Aber das Obige ist nicht so lange passiert, wenn zwei verschiedene Arten von SC vorhanden sind Es gibt ein anderes Szenario, in dem zu sehen ist, dass die Löcher und die Elektronen miteinander rekombinieren und einen geladenen Bereich bilden, der als Verarmungsbereich bekannt ist. Der Verarmungsbereich enthält geladene Ionen, die eine Spannung innerhalb des bekannten pn-Übergangs erzeugen als Verbindungspotential. Unten gezeigt
Nun stellt sich die Frage, wie dieser SC im FB gehalten werden kann?
Wenn Sie die externe Spannung größer als die Sperrschichtspannung halten, ist der Halbleiter in Vorwärtsrichtung vorgespannt. Für Sillicon das eingebaute Potential, das als interner Po bezeichnet wird Potential- oder Sperrschichtpotential: Die Spannung betrug 0,7 V. Wenn Sie also die externe Spannung größer als 0,7 V halten, befindet sich Ihr Halbleiterbauelement in FB.
Wenn Sie die Grundlagen der Spannung und der Grundlagen von Netzwerken gut kennen, können Sie dies verstehen, um die ext. Spannung größer Sie müssen die Batterie mit positivem Anschluss der Batterie an P-Seite und negativer Richtung N anschließen. Wie oben gezeigt.
In diesem Fall beginnt der Minuspol der Batterie, Elektronen in Richtung der N-Seite des SC zu emittieren. Infolgedessen steigt die Elektronenkonzentration im N-Bereich an und tritt dann aufgrund von Konzentrationsunterschieden im gesamten SC auf. Die Bewegung des Elektrons beginnt also, d. H. Vom N-Bereich zum p-Bereich. Während der Bewegung von N nach P ist es dem elektrischen Feld von DR zugewandt, aber die externe Spannung wird größer als die eingebaute Spannung genommen, so dass die Kraft in einem Elektron viel größer ist als die Kraft von DR (dh F = qE; E = V. / L).
Aufgrund dessen bewegt sich das Elektron in DR. Machen Sie die Ladung neutral und im Grunde genommen werden die meisten geladenen Ladungsträger in DR neutralisiert und verlassen die DR, wodurch die Breite des Verarmungsbereichs dünn wird FB.
Ich hoffe, ich habe Ihnen geantwortet. Dies ist die tatsächliche und genaue Funktionsweise einer Diode, die die meisten von Ihnen nicht kennen.
Vielen Dank.
Verwendete Abkürzung.
- SC: Semiconductor
- FB: Forward Bias
- DR: Depletion Region
- Ckt: Circuit
- ext.:External