Pourquoi les photo-diodes semi-conducteurs sont biaisés inverses?
1. Sensibilité accrue:
* Région d'épuisement: Le biais inverse élargit la région d'épuisement dans la diode. Cette région est essentiellement dépourvue de porteurs de charge gratuits (électrons et trous), créant un «espace vide» plus large dans le matériau semi-conducteur.
* champ électrique: La tension de polarisation inverse crée un champ électrique fort à travers la région de déplétion.
* Collecte de charges efficace: Lorsque des photons légers frappent la diode, ils génèrent des paires de trous électron. Le champ électrique balaie ces porteurs les uns des autres, empêchant la recombinaison et garantissant une collecte efficace de la charge générée.
2. Courant sombre faible:
* Génération thermique réduite: Le biais inversé supprime la génération thermique de paires d'électrons-trou dans la région de déplétion, minimisant le "courant sombre" qui coule même en l'absence de lumière. Ceci est crucial pour la détection précise de la lumière.
3. Temps de réponse rapide:
* Capacité réduite: La région de déplétion plus large associée au biais inverse réduit efficacement la capacité de la photodiode. Cela conduit à des temps de réponse plus rapides, permettant à la diode de réagir plus rapidement aux changements de l'intensité de la lumière.
4. Linéarité:
* Réponse cohérente: L'opération de biais inverse assure une relation linéaire entre l'intensité de la lumière incidente et le courant de sortie de la photodiode. Cette linéarité est essentielle pour des mesures précises de l'intensité de la lumière.
en résumé:
Le biais inversé d'une photodiode améliore sa sensibilité, réduit le courant sombre, améliore le temps de réponse et assure la linéarité dans son fonctionnement, ce qui le rend idéal pour diverses applications dans la détection de la lumière, la mesure et la communication optique.