Fotodiodeihin

Fotodiodeihin ovat puolijohde- detektoreita, jotka muuntavat valon sähköiseksi signaaliksi. Niiden toimintaperiaate perustuu valon absorptioon ja elektronien sekä aukkojen muodostumiseen p-n- tai PIN-juntion depletion-alueella. Kun diodiin sovelletaan reverse-biasia, depletion-alue laajenee ja valon aiheuttama elektronien–aukkojen pari erottuu, jolloin syntyy photocurrent. Usein signaali vahvistetaan välittömästi transimpedanssivahvistimella. Vastus, eli responsiivisuus R, määritellään I_photo/P ja riippuu aallonpituudesta sekä materiaalista.

Tyypit: Yleisimmät ovat Si-fotodiodeja (hyviä näkyvälle valolle), InGaAs- ja Ge-fotodiodeja (lähi-IR-alueelle). PIN-rakenteinen fotodiode parantaa laajaa taajuus- ja valon kantamaa sekä nopeutta. Avalanche-fotodiodeissa APD:ssä on sisäinen kertoimen lisääminen, mikä parantaa herkkyyttä pienissä valon määrissä. Schottky- ja MSM-fotodiodeja käytetään kompakteissa, nopeissa sovelluksissa. Materiaalit vaikuttavat spektriin ja vasteaikaan.

Käyttökohteet: Fotodiodeita käytetään laajasti optisessa viestinnässä (valokuitu vastaanotto), laser- tai LED-lähteiden tehon mittaamiseen sekä spektroskopiassa ja fotonien signaalin mittauksessa. Niitä käytetään myös valonlähteiden monitoroinnissa, lääketieteellisissä instrumentaatioissa sekä teollisissa mittausjärjestelmissä.

Ominaisuudet ja valinta: Keskeisiä parametreja ovat nopeus/vasteen aika, responsiivisuus, dynaaminen alue, dark current sekä lämpötilariippuvuus. Valinta riippuu taajuusvaatimuksista, käytetystä aallonpituudesta ja halutusta signaalin voimakkuudesta sekä kustannuksista.