Les photorécepteurs

A. Objectifs de la séquence:
à l'issue de la séquence, il faut être capable de:
•Comprendre le principe de fonctionnement des
détecteurs (photodiode, phototransistor).
•Savoir retrouver les caractéristiques d’un photodétecteur
à travers une documentation constructeur.
•Calculer les éléments d’un convertisseur courant-tension.

B.) La photodiode.
-
+- -
- - -
- - -
++
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
Type N Type P
Si Dopé
(au phosphore) Si dopé
(au bore)
Porteur de charge mobile
Electron
Trou
Charges statiques
-
+
Atome accepteur ionisé
Atome donneur ionisé
E
Photons
Lorsque la lumière arrive sur la jonction elle génère un courant électrique.
Bande de conduction
Bande de Valence
+
-
hv
photon
avant +
-
après
Un photon incident est absorbé. Il libère un électron d’une liaison de valence et
s'élève au niveau de la bande de conduction. Le photon crée une paire électron-
trou
C'est la photo conductivité.

•Le choix de l'élément de dopage détermine la zone de sensibilité dans le spectre
•Dans l'obscurité, IR = IO (courant d'obscurité)
•C’est toujours le courant inverse
qui est proportionnel à l’éclairement
!!!

B-1) Caractéristiques
1) Courant d'obscurité:
IO de l'ordre de 1nA
•Ce courant dépend de VR et de la température
à 25° C
VR=3V IO = 0.15nA
VR=70V IO = 2,5nA
•Exemple pour une photodiode de type BPX61P
2) Sensibilité
Le constructeur d'une photodiode donne une courbe de réponse de l'élément
en fonction de la longueur d'onde de la lumière reçue. On exprime la
sensibilité S du détecteur pour une longueur d'onde déterminée de la
radiation incidente, en ampère par watt.
EXEMPLE:

SdI
dAmW cm  70 2
/( / )
Pour une aire sensible de 0,0675cm²
Déterminer alors la sensibilité S en A/W : S= 1,037 A/W