Fotodioda półprzewodnikowa

Fotodioda półprzewodnikowa – dioda półprzewodnikowa pracująca jako czujnik reagujący na światło (fotodetektor). 

Budowa

Fotodiody wykonane są na ogół jako elementy ze złączem p-n. Montowane są w obudowie ze specjalnym oknem (wziernikiem) umożliwiającym oświetlenie złącza.

Zasada działania

Fotodioda posiada dwa tryby pracy.

• Gdy dioda nie jest oświetlona, przy polaryzacji zaporowej elektrod z zewnętrznego źródła napięcia, płynie jedynie niewielki prąd (tzw. prąd ciemny). Oświetlenie złącza powoduje generację dodatkowych nośników (fotoprzewodnictwo) - w wyniku oddziaływania fotonów w paśmie przewodnictwa powstają pary dziura - elektron. Elektrony przyciągane są przez dodatnie ładunki na granicy obszaru typu n, dziury zaś wędrują do obszaru typu p. Prąd przewodzenia złącza jest tym większy im więcej jest padającego światła. Fotodioda pełni tutaj rolę opornika, którego rezystancja zależy od intensywności oświetlenia.
• Choć złącze musi być w opisanym przypadku spolaryzowane zaporowo, działanie fotodiody półprzewodnikowej jest także możliwe bez napięcia. Strumień padającego światła powoduje bowiem wystąpienie zjawiska fotowoltaicznego i powstanie na wyprowadzeniach fotodiody pewnego napięcia. Wartość tego napięcia zależy od ilości padającego światła. Fotodioda pracuje wówczas jako źródło prądu elektrycznego.

Zastosowania

Fotodiody mogą działać jako baterie słoneczne (brak polaryzacji) lub jako rezystory, w których rezystancja zależy od intensywności strumienia świetlnego. Znajdują zastosowanie jako detektory promieniowania widzialnego lub podczerwieni, a także w fotometrii (w układach pomiarowych), automatyce przemysłowej (w układach zdalnego sterowania i sygnalizacji), telekomunikacji (urządzenia optoelektroniczne).