izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"izmertech-545Research ArticleОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯOPTICOPHYSICAL MEASUREMENTSИзмерение вольт-амперных характеристик термостабилизированных кремниевых фотодиодовКовалевА. А.noemail@neicon.ruЛиберманА. А.noemail@neicon.ruМикрюковА. С.noemail@neicon.ruМоскалюкС. А.mrsergik@mail.ruВсероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений, МоскваRussian Federation2012070220230122225Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/545

Приведены результаты высокоточных измерений вольт-амперных характеристик ряда кремниевых фотодиодов. Экспериментально установлено, что наибольшее влияние на точность измерения оказывают случайные колебания температуры фотодиода. Предложена методика термостабилизации, основанная на использовании самого фотодиода в качестве датчика температуры и позволившая уменьшить погрешность измерений напряжения и тока на фотодиоде в 103 раз.Проведено сравнение полученных результатов с известными теоретическими моделями. Показано, что одномерная модель фотодиода (PC1D) гораздо точнее уравнения Шокли.

The results of high-presicion measurements of severalsilicon photodiodes’ volt-ampere characteristics are presented. It is established experimentally that the random fluctuations of photodiode have the most significant effect on the measurement accuracy. The method of thermal stabilization based on the use of the photodiode temperature as a sensor is proposed. The method allows to reduce the error of voltage and current on the photodiode measurement in ~103 times. The results are comparedwith knowntheoretical models.It is shown thatone-dimensional modelof the photodiode(PC1D) ismuch more accurate,than Schottky equation.

вольт-амперная характеристикаполупроводниковый фотодиодвнутренняя квантовая эффективностьvolt-ampere characteristicsemiconductor photodiodeinternal quantum efficiencyReferencesКовалев А. А. и др. Определение внутренней квантовой эффективности фотодиода при помощи его вольт-амперных характеристик // Измерительная техника. 2011. № 2. С. 33–36;Ковалев А. А. и др. Определение внутренней квантовой эффективности фотодиода при помощи его вольт-амперных характеристик // Измерительная техника. 2011. № 2. С. 33–36;Kovalev A. A. е. а.Determinationoftheinternalquantum efficiency of a photodiode by means of its current-voltage characteristic // Measurement Techniques.2011. V. 54.N2.P.157–161.Kovalev A. A. е. а.Determinationoftheinternalquantum efficiency of a photodiode by means of its current-voltage characteristic // Measurement Techniques.2011. V. 54.N2.P.157–161.Ковалев А. А. и др. Вычисление поглощенной фотодиодом мощности излучения по его экспериментальным вольт-амперным характеристикам // Измерительная техника. 2012. № 1. С. 40–43;Ковалев А. А. и др. Вычисление поглощенной фотодиодом мощности излучения по его экспериментальным вольт-амперным характеристикам // Измерительная техника. 2012. № 1. С. 40–43;Kovalev A. A. е. а.Calculation of the radiation power absorbed by a photodiode from its experimental current-voltage characteristics // Measurement Techniques. 2012. V. 55. N 1. P.57–62.Kovalev A. A. е. а.Calculation of the radiation power absorbed by a photodiode from its experimental current-voltage characteristics // Measurement Techniques. 2012. V. 55. N 1. P.57–62.Wei Gao. Precision nanometrology: sensors and measuring systems for nanomanufacturing. N.-Y.: Springer,2010. P. 15–16.Wei Gao. Precision nanometrology: sensors and measuring systems for nanomanufacturing. N.-Y.: Springer,2010. P. 15–16.Porrovecchio G. e. a. A transfer standard for the low power / few photon regime - the trap detector plus switched integrator amplifier.: 5thSingle Photon Workshop. PTB, 2011.Porrovecchio G. e. a. A transfer standard for the low power / few photon regime - the trap detector plus switched integrator amplifier.: 5thSingle Photon Workshop. PTB, 2011.Гавриленко В. И. и др.Оптическиесвойстваполупроводников /Справочник. М: Науковадумка, 1987.Гавриленко В. И. и др.Оптическиесвойстваполупроводников /Справочник. М: Науковадумка, 1987.King M. Process control: a practical approach. Chichester: John Wiley& Sons Ltd, 2010.King M. Process control: a practical approach. Chichester: John Wiley& Sons Ltd, 2010.Geist J., Baltes H. High accuracy modeling of photodiode quantum efficiency // Appl. Opt.1989. V. 28. N 18. P. 3929 – 3939.Geist J., Baltes H. High accuracy modeling of photodiode quantum efficiency // Appl. Opt.1989. V. 28. N 18. P. 3929 – 3939.Geist J. e. a. Numerical modeling of silicon photodiodes for high-accuracy applications. Pt 2. Interpreting oxide-bias experiments// J. Res. Inst. Stand. Technol.1991. V.96. N 4. P. 471–479.Geist J. e. a. Numerical modeling of silicon photodiodes for high-accuracy applications. Pt 2. Interpreting oxide-bias experiments// J. Res. Inst. Stand. Technol.1991. V.96. N 4. P. 471–479.Забородин Ю. С.Промышленнаяэлектроника. М.: Высшаяшкола, 1982.Забородин Ю. С.Промышленнаяэлектроника. М.: Высшаяшкола, 1982.Бонч-Буревич В. Л., Калашников С. Г. Физика полупроводников. М.: Наука, 1977.Бонч-Буревич В. Л., Калашников С. Г. Физика полупроводников. М.: Наука, 1977.Levenberg K. AMethodfortheSolutionofCertain Non-Linear Squares // Quarterly of Appl. Math. 2. 1944. P. 164–168.Levenberg K. AMethodfortheSolutionofCertain Non-Linear Squares // Quarterly of Appl. Math. 2. 1944. P. 164–168.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.