Texnologik qism

2.2. Fotodiodlarning belgilanishi,sxemasi va Volt-Amper xarakteristikasi.
Bitta p-n o'tishga ega bo'lgan fotoelektr asbob fotodiod deb ataladi.Fotodiod sxemaga tashqi elektr manba bilan (fotodiod rejimi) va tashqi elektr manbasiz (fotovoltaik rejim) ulanishi mumkin. Tashqi elektr manba shunday ulanadiki, bunda p-n o'tish teskari yo'nalishda siljigan bo'lsin. Fotodiodga yorug'lik tushmaganda dioddan berilgan kuchlanishga bog'liq bo'lmagan ekstraksiya toki deb ataluvchi,juda kichik qiymatga ega “qorong'ulik” toki oqib o‘tadi. Diodning n — baza sohasi taqiqlangan zona kengligidan katta h v energiyaga ega bo‘lgan fotonlar bilan yoritilganda elektron-kovak juftliklar generatsiyalanadi. Agar hosil bo‘lgan juftliklar bilan p-n o‘tish orasidagi masofa zaryad tashuvchilarning diffuziya uzunligidan kichik bo‘lsa,
generatsiyalangan kovaklar p-n o ‘tish maydoni yordamida ekstraksiyalanadi va teskari tok qiymati uning “qorong‘ulik’'dagi qiymatiga nisbatan ortadi. Yorug‘lik oqimi F intensivligi ortishi bilan diodning IF teskari toki qiymati ortib boradi. Yorugiik oqimining turli qiymatlari uchun fotodiod VAXi 3-rasmda keltirilgan.
Yoritilganlikning keng chegarasida fototok bilan yorug‘lik oqimi orasidagi bog‘lanish amalda chiziqli bo'ladi.
Proporsionallik koeffitsienti bir necha mA/lm ni tashkil etadi va fotodiodning sezgirligi deb ataladi. Fotodiodlar turli o'lchash qurilmalarida hamda optik tol-ili aloqa liniyalarida yorug’lik oqimini qabul qiluvchilar sifatida ishlatiladi.
Fotodiodning fotodiod rejimidan tashqari fotovoltaik rejimi keng ishlatiladi. Ushbu rejimda fotodiod tashqi elektr manba ulanmagan holda ishlatiladi va yorug'lik (quyosh) energiyasini bevosita elektr energiyaga o'zgartirish uchun qo'llaniladi.

4-rasm. Yorug‘lik oqimining turli qiymatlarida
fotodiod VAXining o'zgarishi.
Diod fotovoltaik rejimda yoritilganda uning chiqishida foto EYK hosil bo‘ladi. Quyosh nuri energiyasini elektr energiyaga o‘zgartiruvchi o‘zaro ulangan o'zgartgichlar elektr manba sifatida kosmik kemalarda va yer ustidagi avtonom elektr energiya qurilmalarida ishlatilib kelinmoqda.
Kirish optik signallarni elektr signallariga aylantirish uchun fotoqabulqilgichlar qoʼllaniladi. Soʼng bu signallar fotoqabulqilgichni elektr qurilmalarida kuchaytiriladi va qayta ishlanadi. Bu maqsadlar uchun qoʼllaniladigan fotoqabulqilgichlar talab etiladigan polosa kengligiga, dinamik diapazonga, sezgirlikka, tola bilan puxta bogʼlanish uchun yetarli oʼlchamga ega boʼlishi, tashqi muhit oʼzgarishlariga sezgir boʼlmasligi, xizmat muddati esa yuqori boʼlishi kerak. Bu talablarga yarim oʼtkazgich fotodiodlar (FD) toʼliqroq javob beradi.
Yarim oʼtkazgich FD ishi ichki fotoeffektga asoslangan boʼlib, bunda yorugʼlik fotonini yutilishidan yangi zaryad tashuvchi juftliklari-elektron va kovaklar hosil boʼladi. Yaʼni foton atom boʼlib yutilib, elektronlarni qoʼzgʼatadi va elektronlarni valentlik zonasidan oʼtkazuvchanlik zonasiga (shaxsiy yutilish) ѐki aralashmali sathdan oʼtkazuvchanlik zonasiga (aralashmali yutilish) oʼtkazadi. Bu oʼtishlar elektr signallarni shakllanishiga sharoit yaratib, yarim oʼtkazgichning elektrik xarakteristikalarini oʼzgartiradi. Yuqori tezkorlik va tushaѐtgan nurni samarali yutilishi aralashmali yutilish samarasi bilan bogʼliq. Shu sababli hozirda OА tizimlari uchun fotodiodlar aralashmali materiallar asosida tayyorlanadi.
Аgar aralashma materialli p- va n-turdagi yarim oʼtkazgichlar birlashtirilsa, elektron va kovaklar kontsentratsiyasining har xilligi tufayli elektronlar diffuziyasi r-turdagi yarim oʼtkazgichda, kovaklar diffuziyasi esa n-turdagi yarim oʼtkazgichda yuz beradi. Natijada p-yarim oʼtkazgich tomonidagi kontakt yaqinidagi soha manfiy zaryadlanadi, n-yarim oʼtkazgich tomonidagi soha esa musbat zaryadlanadi. Bunda kontakt maydon
vujudga kelib, u asosiy boʼlmagan tashuvchilarning kelgusi diffuziyasini toʼxtatadi, kontakt oʼrnida tashuvchilar zaryad tashuvchilardan kambagʼallashgan juda ingichka qatlam hosil boʼladi. Yarim oʼtkazgichlarga (5-rasm) kontakt
diffuzion maydon Yedif yoʼnalishiga mos keladigan tashqi elektr maydon Yetash
berilganda zaryad tashuvchilardan kambagʼallashgan soha kengayadi. Bu p-n o’tishning teskari siljish holatiga mos keladi.
Teskari siljishli r-n-oʼtishga P quvvatli va chastotali ѐrugʼlik
oqimi taʼsir qilishini koʼrib chiqamiz. Yorugʼlik oqimlari tushganda, h
energiyali fotonlar uch holatda yutilib, elektron-kovak juftligini hosil
qilishi mumkin:
1. zaryad tashuvchilardan kambagʼallashgan sohada yutilish;
2. p-sohada yutilish;
3. n-sohada yutilish

Birinchi holatda elektron-kovak juftligi zaryad tashuvchilardan kambagʼallashgan sohada hosil boʼladi va kuchli elektr maydon taʼsiri natijasida juftliklar boʼlinib, oʼzlarini elektrodlariga, yaʼni elektronlar n-sohaga, kovaklar r-sohaga harakat qiladi. Tashuvchilarni hosil boʼlishi va harakati tuzilishdagi oʼrnatilgan muvozanatni buzadi. Uni tiklash uchun tashqi ѐpiq zanjir orqali Ryu-yuklama qarshiligidan elektr
toki oqib oʼtadi. Ikkinchi va uchinchi holatlarda elektron-kovak juftligi r-va nsohalarda hosil boʼladi. Bu sohalarda elektr maydon amalda mavjud emas,
natijada tashuvchilarni oʼtishga harakati asosan faqatgina diffuziya hisobiga boʼlishi mumkin. Аgar p-n-oʼtishgacha boʼlgan masofa diffuziya uzunligidan katta boʼlsa, unda zaryad tashuvchilardan kambagʼallashgan sohaga borishga ulgurib yetmay, hosil boʼlgan juftliklar rekombinatsiyalanib boʼladi. Аgar bu masofa kichik boʼlsa, katta ehtimollik bilan juftliklar zaryad tashuvchilardan kambagʼallashgan sohaga yetib boradi va kuchli elektr maydon taʼsirida elektron (ѐki kovak) tezda zaryad tashuvchilardan kambagʼallashgan soha orqali boshqa sohaga qarab harakat qiladi, kovak (yoki elektron) p-(yoki n-) sohada qoladi. Tashuvchilar p-n- oʼtishni kesib oʼtganda ham muvozanat buziladi, oqibatda Ryu orqali oqib oʼtuvchi elektr toki hosil
boʼladi. Shu tarzda hv energiyali ѐrugʼlik kvantining yutilishidan diodni tashqi zanjiri boʼylab elektr toki impulьsi oqib oʼtadi. Аgar har bir yutiladigan kvant elektron-kovak juftligini hosil qilsa va tok tashuvchilari p-n-oʼtish tekisligini kesib oʼtsa, Рyu orqali oqib oʼtuvchi I elektr tokining oʼrtacha qiymati quyidagicha aniqlanadi:






6-rasm.Fotodiodning ko’rinishi va chizmada belgilanishi
288V fotodiodasi metrologiya, ultrabinafsha, ko'rinadigan va infraqizil mintaqalardagi spektrofotometriyada, kolorimetriya, fotometriya va maruziyetni o'lchash, ilmiy tadqiqotlarda qo'llaniladi.
Fotodiodlarning texnik xususiyatlari FD288V:
Fotodiodlar FD288V texnik xususiyatlari:

Yorug'lik sezgir element maydoni - 100mm2;
Mahsulotning ishlash tartibi - fotodiod FD288V - fotovoltaik;
Nozik kuchlanish - 1V dan oshmaydi;
Ucm = 1V da har bir PSE ning quyuq oqimi - 0,05mkA dan oshmaydi;
Mahsulotning spektral sezgirligi maydoni, fotodiod FD288V - 0,3 µm-1,0 µm;
Ish kuchlanishi μ = 0,3 mkm bo'lganida monoxromatik oqim sezgirligi - 0,06A / Vt dan kam emas;
Ish kuchlanishi λ = 0,55mm da qo'llanilganda monoxromatik oqim sezgirligi - 0,27A / Vt dan kam emas;
Fotodiod PD288V mahsulotining og'irligi - 15 g dan ko'p bo'lmagan;
Silikon fotodiod;
Hermetik muhrlangan dizayn;
Korpus fotodiodasi FD288V - metall shisha;
Ishlash harorati diapazoni - 10 ° C dan 50 ° C gacha;
25 ° C haroratda havoning nisbiy namligi - 98%;
Mahsulot fotodiodining ishdan chiqish darajasi FD288V - 0,6 ishonchlilik darajasida 10 000 soatlik ish paytida 5 ∙ 10-5 h-1 dan oshmaydi;
Uskunaning bir qismi sifatida 90% saqlash muddati - kamida 12 yil;
Iste'molchi saqlash, tashish, o'rnatish, ishlatish shartlari va qoidalariga texnik shartlar va ekspluatatsiya hujjatlari bilan rioya qilgan holda ishlab chiqaruvchi FD288V fotodiod mahsulotining sifati texnik shartlar talablariga javob berishiga kafolat beradi.


III.XULOSA

Men ushbu kurs loyihasida fotodiodlarni o’lchash sohalarida qo’llashni o’rgandim/Fotodiodlarning belgilanishi,sxemasi va Volt-Amper xarakteristikasi.

Bitta p-n o'tishga ega bo'lgan fotoelektr asbob fotodiod deb ataladi.Fotodiod sxemaga tashqi elektr manba bilan (fotodiod rejimi) va tashqi elektr manbasiz (fotovoltaik rejim) ulanishi mumkin. Tashqi elektr manba shunday ulanadiki, bunda p-n o'tish teskari yo'nalishda siljigan bo'lsin. Fotodiodga yorug'lik tushmaganda dioddan berilgan kuchlanishga bog'liq bo'lmagan ekstraksiya toki deb ataluvchi,juda kichik qiymatga ega “qorong'ulik” toki oqib o‘tadi
Mahsulot fotodiodining ishdan chiqish darajasi FD288V - 0,6 ishonchlilik darajasida 10 000 soatlik ish paytida 5 ∙ 10-5 h-1 dan oshmaydi;
Uskunaning bir qismi sifatida 90% saqlash muddati - kamida 12 yil;
Iste'molchi saqlash, tashish, o'rnatish, ishlatish shartlari va qoidalariga texnik shartlar va ekspluatatsiya hujjatlari bilan rioya qilgan holda ishlab chiqaruvchi FD288V fotodiod mahsulotining sifati texnik shartlar talablariga javob berishiga kafolat beradi.