ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
Эффи. пиеность фотодиода уменьшается с увеличением обратного тока насыщения
Мы показали ранее, что изменение произведения / VK является хорошим индикатором изменения произведения Im Vm и соответственно эффективности фотодиода. Ссылаясь на уравнение (48), можно увидеть, что рост 10 ведет к уменьшению / Г и эффективности. Этот вывод подтверждается и численными оценками примера 5.
Хорошие фотодиоды должны иметь минимальные значения /0. Это может быть обеспечено следующими мерами (см. § 12.8):
1) использованием сильно легированных полупроводников;
2) стремлением к максимально возможному сроку жизни неосновных носителей.
Пример 5
Как эффективность идеального кремниевого фотодиода изменяется с изменением интенсивности излучения и с изменением обратного тока насыщения /0, если диод облучается излучением черного тела при температуре 6000 К?
Для того чтобы ответить на этот вопрос, необходимо численно решить несколько уравнений и представить результаты в табличной форме.
Начнем с выборки значений Рт и одного значения J. Рассчитаем соответствующую эффективность, используя выражение
„ KJm. (61)
т р.
-Чп
|
Продолж примера 5 Увеличим Jf] и пересчитаем гт. После того как все выбранные значения У0 будут использованы. выберем новое значение Рт и повторим всю процедуру снова. Для того чтобы рассчитать т)т. мы должны знать значения 1т и Vm и функции от выбранных параметров Р[п и /0. Расчет Vm Взяв выбранные параметры, рассчитаем V по соотношению (51) |
|
Vm = VAn |
|
VoJn |
|
где (52) |
|
VA = 2,2885 10 -139.9 • Ю-61пУ0 - 2.5734 • Ю”6 (1п/0) |
|
(53) |
|
Vm — Jv Jq |
|
ехр |
|
Расчет Тт Используем |
|
Ч*г) |
|
J т ~ A |
|
-1 |
|
Нам нужна зависимость / от Рт. Из уравнения (25) |
|
о = 0,416 J qVg |
|
(62) |
|
-f—dx = 0,416-1,3405 = 0,5577 • e — 1 |
|
-2,1256 kT |
|
Значение определенного интеграла взято из приложения А. Тогда из уравнения (25) фг = оф = 0,5577ф. (63) Из уравнения (16) Р. (64) |
|
223,7-10“ |
|
= 0,5577 |
|
(65) |
|
223,7-10“ |
|
jv = ^ф = 1,6-10 19-0,5577 |
|
— = 0 399Р 21 ’ in і |
|
(66) |
|
223,7-10 |
|
ЄХр|^Г 1-1 |
|
(67) |
|
•Гщ = 0j 399Pin - /0 |
|
С помощью приведенных выше соотношений, рассчитаем идеальную эффективность кремниевого фотодиода, облучаемого черным телом при температуре 6000 К. |
Окот, примера 5
Данный расчет был выполнен для различных плотностей излучения и различных значений обратного тока насыщения. Результаты сумм. трованы в табл. 12.5 и представлены на рис. 12.16.
|
Таблица 12.5
|
|
Из рис. 12.16 видно, что зависимость эффективности от плотности светового потока носит логарифмический характер, и она уменьшается с увеличением обратного тока насыщения. |
