Fotodiodid

Fotodiodid on pooljuhtdioodid, mis muudavad valguse elektriliseks signaaliks. Enamasti töötavad nad reverse-bias režiimis, mis suurendab nende tundlikkust ja kiirust ning vähendab põhilist võnkumist. Fotodiodi väljund on valguse intensiivsusega proportsionaalne fotovool, mis võimaldab sirgjoonelist või lähestikku lineaarset seost sisendvalguse ja väljundiga sobivatel töötasemetel.

Fotodiodide peamised tüübid on PN-fotodiodid, PIN-fotodiodid ja avalanche-fotodiodid (APD). PN-fotodiodid on lihtsad ja sobivad aeglasematele rakendustele. PIN-fotodiodid sisaldavad laia depletsioonivälja, mis võimaldab suuremat tundlikkust ja kiiremat vastust. APD-d kasutavad pinge- või vooluinitsiatiivi, et suurendada signaali vahendavat efekti, pakkudes kõrgemat tundlikkust, kuid need nõuavad täpsemat toite- ja voolu juhtimist. Fotodiodide tegemisel valitakse materjal sõltuvalt lainepikkusest: silikoon (Si) sobib nähtava ja lühiväikeste IR lainepikkuste jaoks; InGaAs on levinud 900–1700 nm piirkonnas; Ge ja InP-võimalusi kasutatakse laienenud IR-vahemikes.

Olulised omadused hõlmavad responsiivsust (voolu muutus valguse ühetti kohta), mustjõudu (dark current), temperatuuritaluvust ning kiirust, mida määrab dioda põhiline struktuur ja võrguahel. Diodid on sageli ühendatud transimpedance-võimendiga, et konverteerida väikest fotovoolu kasuliku signaaliks.

Rakendused hõlmavad optilist side (fibreoptiline side), meditsiinilist ja teaduslikku seiret, turva- ja mööndusandureid ning kiirusandureid. Fotodiodid pakuvad kiiret, lineaarset ja suhteliselt madala müratasemega valgusdetektsiooni erinevatel õhu- ja tööstusvaldkondadel.