Fotodiode
Fotodioden besitzen einen pn-Übergang, der durch äußeres Licht beleuchtet werden kann. Dadurch bilden sich infolge des inneren Fotoeffekts zusätzliche Ladungsträger im Halbleitermaterial. Fotodioden werden als einfache Lichtmesser eingesetzt, dienen aber auch als Empfänger in Lichtleiterkabeln. Als Solarzellen nutzt man sie zur Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie.
Fotodioden werden in einem Gleichstromkreis in Sperrrichtung eingeschaltet. Wird die Diode nicht beleuchtet, dann fließt durch sie nur der sehr kleine Sperrstrom. Fällt auf den pn-Übergang Licht, dann bilden sich zusätzliche Ladungsträger, die eine Vergrößerung des Sperrstromes bewirken, der auch als Fotostrom bezeichnet wird. Die Zunahme des Fotostromes erfolgt näherungsweise direkt proportional zur Beleuchtungsstärke.
Fotodiode im Stromkreis mit Spannungsquelle
Man kann Fotodioden auch ohne Spannungsquelle in einen Stromkreis einschalten. Die durch das Licht gebildeten Elektronen wandern dann im pn-Übergang zum positiv geladenen Bereich der Grenzschicht, die Löcher zum negativ geladenen Teil. Dadurch entsteht zwischen dem p- und dem n-Anschluss eine elektrische Spannung, die eine Größe von bis zu 0,5 V besitzen kann. Insgesamt wirkt die Fotodiode dann wie eine Spannungsquelle, die in der Lage ist, einen elektrischen Stromfluss hervorzurufen. Sofern die Fotodioden großflächig ausgelegt sind, bezeichnet man sie auch als Solarzellen.
Fotodiode als Spannungsquelle
Stand: 2010
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