ФД на основе использования внутреннего фотоэффекта базируется на взаимодействии падающих квантов излучения с кристаллической решеткой полупроводников различного типа, в результате которого происходит ионизация атомов кристаллической решетки с образованием свободных носителей зарядов — электронов и дырок. Это приводит к изменению электропроводности (проводимости) полупроводника.
Основные типы:
Фоторезистором (ФР) называется ФД, принцип действия которого основан на эффекте фотопроводимости. Под действием потока излучения вследствие внутреннего фотоэффекта у ФР меняется сопротивление.
Фоторезисторы представляют собой пленки или пластинки фоточувствительного полупроводникового материала, снабженные двумя невыпрямляющими контактами для включения их в электрическую цепь. ФР неполярны, они одинаково проводят ток в любом направлении, поэтому их можно питать постоянным и переменным током.
![](/contentimages/contentsize/174_001.jpg)
Лавинные фотодиоды (ЛФД). Такие фотодиоды позволяют реализовать внутреннее усиление фототока за счет электрического пробоя р-n-перехода и образования лавинного процесса размножения поступающих в р-n-переход неосновных носителей. При достаточном обратном электрическом смещении р-n-перехода образовавшиеся при освещении неосновные носители ускоряются электрическим полем и сталкиваются с. решеткой кристалла в области р-n-перехода, образуя дополнительные электронно-дырочные пары, которые, в свою очередь, совершают такой же процесс. В результате входной ток /вх усиливается в М раз, где М =Iвых/Iвх коэффициент умножения лавинного фотодиода; /вых — выходной ток ЛФД.
Фототранзистором (ФТ) называют полупроводниковый ФД на основе использования внутреннего фотоэффекта, совмещающий в себе свойства ФД и усилительного триода.
ПЗС-фотоприемник (ФПЗС) представляет собой ряд простых МДП-структур (металл—диэлектрик—полупроводник), выполненных на одном кристалле и образующих систему элементарных конденсаторов. В ПЗС-структуре осуществляется: формирование зарядного рельефа, адекватного распределению освещенности на фоточувствительной поверхности, хранение и перенос зарядового рельефа в сторону выходного устройства, а также детектирование зарядов, т. е. преобразование пространственных зарядов в выходное напряжение видеосигнала. Таким образом, ФПЗС выполняет одновременно функции приемника и анализатора оптического изображения.