Внутреннюю индуктивность

Лавинный фотодиод — фотодиод с внутренним усилением, принцип действия которого основан на явлении ударной ионизации атомов фотоносителями в сильном электрическом поле. В лавинных фотодиодах используют электрический пробой, сопровождающийся лавинным умножением носителей заряда, как в полупроводниковых стабилитронах, при этом фототек, а следовательно, и чувствительность значительно возрастают. Темновой ток лавинного фотодиода имеет примерно такую же величину, что и обычный фотодиод, однако при освещении характеристики этих фотодиодов существенно отличаются. Чувствительность лавинных фотодиодов может быть на несколько порядков больше, чем обычных (у германиевых в 200 — 300 раз, а у кремниевых в 104— 10е раз). Спектральный диапазон чувствительности кремниевых лавинных фотодиодов К = 0,35— 1,13 мкм. Лавинные фотодиоды являются быстродействующими фотоэлектрическими приборами, их граничные частоты могут достигать значений до 10 ГГц. Недостатком лавинных фотодиодов является более высокий уровень шумов (произвольные изменения — флуктуации токов через прибор — см. также § 5.10) по сравнению с обычными фотодиодами. Лавинные фотодиоды можно применять для обнаружения световых сигналов и счета световых импульсов в релейных устройствах автоматики.

5.4.6. ФОТОПРИЕМНИКИ С ВНУТРЕННИМ УСИЛЕНИЕМ

В фотоприемниках с внутренним усилением кроме преобразования оптического излучения в электрический ток (фототек) имеет место еще и увеличение (усиление) фототока. Основными разновидностями фотоприемников с внутренним усилением, применяемых в настоящее время в оптоэлектронике, являются фототранзистор, составной фототранзистор и фототиристор1.

На 5.53 представлены типичные структуры фотоприемников с внутренним усилением.

1 К фотоприемникам с внутренним усилением относятся, вообще говоря, и рассмотренные в § 5.45 лавинные фотодиоды.

5.53. Структуры фотоприемников с внутренним усилением:

Повышение быстродействия возможно в интегральных фотоприемниках с внутренним усилением, которые представляют собой соединение фотодиода и транзистора ( 5.55). Раздельная оптимизация позволяет получить чувствительный, быстродействующий фотодиод и высокочастотный транзистор в единой структуре ( 5.55). Такая структура эквивалентна быстродействующему фототранзистору с большим внутренним усилением по току.

5.4.6. Фотоприемники с внутренним усилением .... 425

§ 9.8. Выполнение логических элементов с внутренним усилением. Полупроводниковый триод как логический элемент

Создание кремниевых фотоприемников допускает возможность использования технологических приемов изготовления интегральных схем. Это обеспечивает высокую эффективность их применения в системах микро-.фотоэлектроники. Структуры некоторых кремниевых фотоприемников с внутренним усилением приведены на 4.9. Эквивалентная электрическая схема таких приборов может быть сведена к комбинации фотодиода и одного или нескольких транзисторов, поэтому имеет смысл сравнить некоторые параметры этих фотоприем-70

4.9. Пленарные структуры фотоприемников с внутренним усилением: а — фототранзистор; б—составной фототранзистор; в — фототиристор

Поверхностный эффект уменьшает внутреннюю индуктивность при возрастании частоты. Например, километрическая индуктивность двухпроводной медной цепи L = 4 [1п(/пр/г) + ?п.эи] • 10~4, Гн/км с диаметром проводов 2г = 4мм и расстоянием между проводами /пр = 200мм составляет на частоте/= 10 Гц (с учетом магнитной проницаемости ц=1 и коэффициента действия поверхностного эффекта Агпэ=1,8) 1,89 мГн/км.

Зная потокосцепление, можно найти внутреннюю индуктивность одиночного провода:

13-4. По цилиндрическому медному проводнику круглого сечения проходит ток с частотой ш. Радиус провода а=1 см, удельная проводимость у=56-106 сим/м; магнитная проницаемость ц=1. Определить активное сопротивление и внутреннюю индуктивность на единицу длины провода для трех значений частоты: ш=314 1/сек; ш=103 l/сею; ш=104 l/сек, а также при постоянном токе.

Зная потокосцепление, можно найти внутреннюю индуктивность одиночной: провода

6-4. По цилиндрическому медному проводнику круглого сечения протекает ток с частотой се. Радиус провода a = 1 см, удельная проводимость 7 = 56-10е сим/м; магнитная проницаемость ц = 1. Определить активное сопротивление и внутреннюю индуктивность на единицу провода для трех значений частоты: «в = 314 1/сек; ш = 103 1/се/с; ш= 10* 1/сек, а также при постоянном токе.

4. Вычислим внутреннюю индуктивность провода при постоянном токе, когда ток распределен равномерно по сечению.

шины (Sa) и вычислить потери мощности в шине на 1 м ее длины. Записать выражение для мгновенного значения магнитного потока, пронизывающего контур ОАВСО. Определить активное сопротивление R и внутреннюю индуктивность Lm этой шины на 1 м ее длины при протекании по ней синусоидального тока с частотой Д — 103 Гц и /2 = = 106 Гц. Вычислить сопротивление шины /?пост на 1 м ее длины при постоянном токе.

тивное сопротивление R и внутреннюю индуктивность LBII провода при частотах 100, 1000, 10 000 Гц. Сравнить их с сопротивлением R0 и индуктивностью L0 при постоянном токе. Построить графики R/R0 и L/LO в функции частоты. Частоту отложить в логарифмическом масштабе.

шины (Sa) и вычислить потери мощности в шине на 1 м ее длины. Записать выражение для мгновенного значения магнитного потока, пронизывающего контур ОАВСО. Определить активное сопротивление R и внутреннюю индуктивность Lm этой шины на 1 м ее длины при протекании по ней синусоидального тока с частотой Д — 103 Гц и /2 = = 106 Гц. Вычислить сопротивление шины /?пост на 1 м ее длины при постоянном токе.

тивное сопротивление R и внутреннюю индуктивность LBII провода при частотах 100, 1000, 10 000 Гц. Сравнить их с сопротивлением R0 и индуктивностью L0 при постоянном токе. Построить графики R/R0 и L/LO в функции частоты. Частоту отложить в логарифмическом масштабе.

Внутреннюю индуктивность всей рамки находим, замечая, что длина контура равна 2 (а + Ь). Следовательно,