Research of dynamic characteristics of Si-photodiodes in the region of small currents using a computerized measuring complex

Олег Кшевецький; Юрій Добровольський; Ростислав Дячук

doi:10.15222/TKEA2025.1-2.38

Олег Кшевецький Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Чернівці, Україна https://orcid.org/0000-0002-0643-8842
Юрій Добровольський Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Чернівці, Україна https://orcid.org/0000-0003-0626-0594
Ростислав Дячук Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Чернівці, Україна https://orcid.org/0000-0002-6259-3302

DOI: https://doi.org/10.15222/TKEA2025.1-2.38

Ключові слова: фотодіод, темновий струм, вольт-амперна характеристика, вимірювання, програмна інженерія

Анотація

За допомогою розробленого комп’ютеризованого вимірювального комплексу досліджено динамічні вольт-амперні характеристики фотодіодів в області малих струмів для випадку, коли фотодіод є ділянкою високоомного електричного кола. Показано, що фотодіоди проявляють гістерезис значень струму, причому тим більший, чим більша швидкість зміни напруги. Отримані результати можуть бути використані для відбору прецизійних фотодіодів, призначених для фотометрії малих потоків оптичного випромінювання.

Посилання

Wu Yu., Xu Ch., Ren S. et al. Experimental measurements and characterising of photodiodes. Proc. vol. 13255, International Conference on Optoelectronic Information and Computer Engineering (OICE 2024), 1325504, 2024, https://doi.org/10.1117/12.3039859

Bielecki Z., Achtenberg K., Kopytko M. et al. Review of photodetectors characterization methods. Bull. Pol. Acad. Sci. Tech. Sci., 2022, vol. 70, no. 2, e140534, https://doi.org/10.24425/bpasts.2022.140534

Ocaya R. Contemporary Parameter Extraction Methods. In: Extraction of Semiconductor Diode Parameters. Springer, Cham., 2024, pp. 39 – 66. https://doi.org/10.1007/978-3-031-48847-4_3

Rogalski А. (Ed.) Infrared Photon Detectors. Washington, SPIE Optical Engineering Press, 1995. 644 p.

Godovaniuk V.M. [Design and manufacturing of the threshold FD337A on the basis of single crystal silicon]. Naukovyi visnyk Chernivetskoho universytetu, 1998, iss. 40, pp. 54 – 58. (Ukr)

Butenko V.K., Godovaniuk V.M., Doktorovych I.V. [Precision current-voltage converter]. Naukovyi visnyk Chernivetskoho universytetu, 2001, iss. 102: Physics. Electronics, pp. 84 – 85. (Ukr)

Kaplan H.K., Olkun A., Akay S.K. et al. Si-based photodiode and material characterization of TiO2 thin film. Opt Quant Electron, 2021, vol. 53, article 248, https://doi.org/10.1007/s11082-021-02884-1

Aslanbaş G., Durmuş P., Altındal Ş. et al. The current–voltage (I–V) characteristics and low–high impedance measurements (C/G–V) of Au/(AgCdS:PVP)/n-Si Schottky diode (SD) at dark and under illumination conditions. J Mater Sci: Mater Electron, 2024, vol. 35, article 2278, https://doi.org/10.1007/s10854-024-14014-0

Surucu O., Yıldız D.E., Yıldırım M. A study on the dark and illuminated operation of Al/Si3N4/p-Si Schottky photodiodes: optoelectronic insights. Appl. Phys. A, 2024, vol. 130, article 103, https://doi.org/10.1007/s00339-024-07284-2

Maddaka Reddeppa et al. Current–voltage characteristics and deep-level study of GaN nanorod Schottky-diode-based photodetector. Semicond. Sci. Technol., 2021, vol. 36, no. 3, 035010, https://doi.org/10.1088/1361-6641/abda62

Yukselturk E., Surucu O., Terlemezoglu M. et al. Illumination and voltage effects on the forward and reverse bias current–voltage (I-V) characteristics in In/In2S3/p-Si photodiodes. J Mater Sci: Mater Electron, 2021, vol. 32, pp. 21825 – 21836, https://doi.org/10.1007/s10854-021-06378-4

Demirezen S., Al-Sehemi A.G., Yuzer A. et al. Electrical characteristics and photosensing properties of Al/symmetrical CuPc/p-Si photodiodes. J Mater Sci: Mater Electron 33, 2022, рр. 21011 – 21021, https://doi.org/10.1007/s10854-022-08906-2

Gurgenc E., Dikici A., Aslan F. Investigation of structural, electrical and photoresponse properties of composite based Al/NiO:CdO/p-Si/Al photodiodes, Physica B: Condensed Matter, 2022, vol. 639, 413981, https://doi.org/10.1016/j.physb.2022.413981

Choe K.K., McClory J.W., Kemnitz R.A. et al. The effects of proton irradiation on the current–voltage and capacitance–voltage characteristics of GeSn/Si photodiodes. MRS Advances, 2025, https://doi.org/10.1557/s43580-024-01103-9

Vorobets G.I., Voropaeva S.L., Dobrovolskyi Y.G., Ivanushchak N.M. Algorithm and software for optimisation of technical parameters of photodetectors. Naukovyi visnyk Chernivetskoho universytetu, 2009, iss. 446: Computer systems and components. pp. 112 – 116. (Ukr)

Photodiode FD-337. URL: https://standart-pribor.com.ua/product/fotodiod-fd-337/

Godovaniuk V.M., Butenko V.K., Doktorovych I.V., Yuriev V.G. [Fundamentals of metrology of photodetectors of visible, ultraviolet and infrared ranges: a textbook]. Chernivtsi: Chernivtsi National University, 2014. 440 p. (Ukr)

Дослідження динамічних ВАХ Si-фотодіодів в області малих струмів за допомогою комп’ютеризованого вимірювального комплексу

Анотація

Посилання