Hallo, ich versuche zurzeit, die Funktionsweise einer normalen Photodiode zu verstehen die im Kurzschlussbetrieb betrieben wird und es wird der Strom gemessen der durchfließt. Eine Photodiode hat ja eine p-n-Schicht. Ist das jetzt so?: Es trifft ein Photon auf so ein Elektron. Das Elektron bekommt die Energie ab und wird "schnell" (so ähnlich wie beim photoeffekt). Wenn die Energie ausreicht um die Bandlücke zu überwinden [abhängig von dotierung uund halbleitermaterial?], so schiebt es 1 Elektron weiter und hinterlässt eine Lücke die auch wieder gefüllt wird. => Strom fließt. Soweit richtig? Welchselt das Elektron dann auch vom Valenz ins Leiterband? Oder ist das wieder ganz was anderes? Entspricht die eine Schicht dann dem Valenz und duie andere dem Leiterband? (denke mal eher nicht, oder? Dann gibt es ja auch noch pin-Photodioden die eine zwischenschicht haben. Die soll ja hochohmig sein. Aber was bewirkt die dann genau? Das hab ich mir gedacht: Da zwischen der p und n Schicht eine Art Spannung anliegt gibt es ein E-Feld. Das gaanze ist dann eine Art Kondensator? Und wenn da diese i-Schicht dazwischen ist, dann ist der Kondensator weiter auseinander undd dadurch die Kapazität geringen => Schnellere Schaltzeiten? Man kann dann auch mehr Gegenspannung anlegen und die Kapazität noch weiter verringern? Bringt das auch noch was wenn man sie im Kurzschlussbetrieb betreibt? Ist die Diode dann auch schneller oder welche anderen Vorteile bringt das noch? So das waren mal meine Gedanken. Für konstruktive Kritik daran wäre ich sehr dankbar! :-)
Die erste Haelfte kommt etwa hin. Fuer die zweite Haelfte : Halbleiterphysik 1
>Dann gibt es ja auch noch pin-Photodioden die eine zwischenschicht >haben. Die soll ja hochohmig sein. Aber was bewirkt die dann genau? Hochohmig heißt "verarmt an freien Ladungsträgern". Sie soll verhindern, daß die durch die Bestrahlung erzeugten freien Ladungsträger sofort wieder rekombinieren. Kai Klaas
Die I.Schicht ist undotiert und hat daher wesentlich weniger Störstellen als die dotierten Zonen. Wenn durch ein Photon ein Ladungsträgerpaar erzeugt ist, hat es in der I-Schicht eine deutlich längere Lebensdauer als in dotiertem Material. In dotiertem Material rekombinieren die Ladungsträger sehr schnell und stehen daher für den Fotostrom nicht mehr zur Verfügung. Außerdem ist die für das Ausnutzen der Ladungsträger wichtige Sperrschicht im I-Material wesentlich breiter als bei dotiertem Material. Nur die in der Sperrschicht entstehenden Ladungsträgerpaare tragen zum Sperrstrom bzw. zur Fotospannung einer Fotodiode bei.
Die I Schicht sorgt im Wesentlichen dafür das die Fotodiode schneller wird. Dadurch wird die Sperrschicht breiter und die Kapazität kleiner. Auch die Ladungsträgerpaare die außerhalb der Sperrschicht erzeugt werden, z.B. von IR Licht, tragen zumindest mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit noch zum Strom bei. Allerdings müssen die erst per Diffusion zur Speerschicht gelangen. Dabei gibt es Verluste, aber nicht unbedingt viel. So wird bei normalen Si Solarzellen das meiste Licht erst hinter der Sperrschicht absorbiert. Ähnlich kommt ein wesentlicher Teil des Sperrstromes auch von außerhalb der Sperrschicht, zumindest mit PN Dioden ohne extra I Schicht. Es ist auch nicht so, das die Ladungsträgerlebensdauer im I Material höher sein muß, als im (schwach) dotierten Material. Wirklich schädlich für die Lebensdauer ist erst eine starke Dotierung.
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.