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3.2 Die Photodiode 40
�
i2 th,RS
IPD
� i 2 Shot
CPD
RPD
�
i 2 th,RPD
Abbildung 22: Ersatzschaltbild einer negativ vorgespannten
Photodiode mit Signal- und Rauschquellen
RS
Anode
�
i 2 PD,Tot
Kathode
Bis jetzt wurde nur der Photostrom betrachtet, der durch eine Signalquelle
erzeugt wird. In der Umwelt existieren weitere Strahler, die zwar keine Signalinformation
senden, jedoch ständig als Hintergrundlicht vorhanden sind. Es
resultiert ein Hintergrundstrom IBack. Der Dunkelstrom IDark besitzt ebenfalls
einen Rauschbeitrag, dem eine Poissonverteilung zu Grunde liegt.
i 2 Dark = 2 e − IDark ∆ft
In der Summe führen die drei Rauschströme auf das Schrotrauschen (engl.:
Shot Noise) in der Schottky-Gleichung.
i 2 Shot = 2 e − (IPh + IDark + IBack) ∆ft (43)
Aus den ermittelten Signal- und Rauschquellen nach [9] kann ein Ersatzschaltbild,
wie es Abb. 22 zeigt, angegeben werden.
Aus dem obigen Netzwerk ergibt sich der gesamte (totale) quadrierte Effektivwert
i 2 PD,Tot des Photodiodenrauschstroms mit
i 2 PD,Tot = i 2 Shot + i 2 th,PD ·
=
� RPD
� 2
RPD + RS
�
2 e − 4kT
(IPh + IDark + IBack) +
RPD + RS
+ i2 � �2 RS
th,S · (44)
RPD + RS
�
∆ft. (45)