Tip ta 'Apparat Photodetectorstruttura
Photodetectorhuwa apparat li jikkonverti s-sinjal ottiku f'sinjal elettriku, l-istruttura u l-varjetà tiegħu, jista 'jinqasam prinċipalment fil-kategoriji li ġejjin:
(1) Fotodetettur fotokonduttiv
Meta apparat fotokonduttiv huwa espost għad-dawl, it-trasportatur fotogenerat iżid il-konduttività tagħhom u jnaqqas ir-reżistenza tagħhom. It-trasportaturi eċċitati fit-temperatura tal-kamra jimxu b'mod direzzjonali taħt l-azzjoni ta 'kamp elettriku, u b'hekk jiġġeneraw kurrent. Taħt il-kundizzjoni tad-dawl, l-elettroni huma eċċitati u sseħħ transizzjoni. Fl-istess ħin, huma jinżlu taħt l-azzjoni ta 'kamp elettriku biex jiffurmaw fotokurrent. It-trasportaturi fotogenerati li jirriżultaw iżidu l-konduttività tal-apparat u b'hekk inaqqsu r-reżistenza. Fotodetetturi fotokonduttivi ġeneralment juru qligħ għoli u rispons kbir fil-prestazzjoni, iżda ma jistgħux jirrispondu għal sinjali ottiċi ta 'frekwenza għolja, u għalhekk il-veloċità tar-rispons hija bil-mod, li tillimita l-applikazzjoni ta' apparati fotokonduttivi f'xi aspetti.
(2)Phodetector PN
Il-fotodetettur PN huwa ffurmat mill-kuntatt bejn materjal semikonduttur tat-tip P u materjal semikonduttur tat-tip N. Qabel ma jkun iffurmat il-kuntatt, iż-żewġ materjali jinsabu fi stat separat. Il-livell Fermi fis-semikonduttur tat-tip P huwa qrib it-tarf tal-faxxa tal-valenza, filwaqt li l-livell Fermi fis-semikondutturi tat-tip N huwa qrib it-tarf tal-medda ta 'konduzzjoni. Fl-istess ħin, il-livell Fermi tal-materjal tat-tip N fit-tarf tal-medda ta 'konduzzjoni jinbidel kontinwament' l isfel sakemm il-livell Fermi taż-żewġ materjali jkun fl-istess pożizzjoni. Il-bidla tal-pożizzjoni tal-faxxa tal-konduzzjoni u tal-faxxa tal-valenza hija wkoll akkumpanjata mill-liwi tal-banda. Il-junction PN jinsab f'ekwilibriju u għandu livell uniformi ta 'Fermi. Mill-aspett tal-analiżi tat-trasportatur tal-ħlas, il-biċċa l-kbira tat-trasportaturi tat-tariffi fil-materjali tat-tip P huma toqob, filwaqt li ħafna mit-trasportaturi tat-tariffi fil-materjali tat-tip N huma elettroni. Meta ż-żewġ materjali jkunu f'kuntatt, minħabba d-differenza fil-konċentrazzjoni tat-trasportatur, l-elettroni fil-materjali tat-tip N se jinxterdu għat-tip P, filwaqt li l-elettroni fil-materjali tat-tip N se jinxterdu fid-direzzjoni opposta għat-toqob. Iż-żona mhux ikkumpensata li tħalliet mit-tixrid ta 'elettroni u toqob se tifforma kamp elettriku inkorporat, u l-kamp elettriku inkorporat se jtejjeb it-trasportatur tad-drift, u d-direzzjoni tad-drift hija opposta għad-direzzjoni tad-diffużjoni, li jfisser li l-formazzjoni tal-kamp elettriku inkorporat tipprevjeni d-diffużjoni tat-trasportaturi, u hemm kemm diffużjoni u drift ġewwa l-pn junction sakemm iż-żewġ tipi ta' moviment huma bilanċjati, sabiex iż-żewġ tipi ta 'moviment huma bilanċjati, sabiex iż-żewġ tipi ta' moviment huma bilanċjati, sabiex iż-żewġ tipi ta 'moviment huma bilanċjati, sabiex iż-żewġ tipi ta' moviment huma bilanċjati, sabiex iż-żewġ tipi ta 'moviment huma bilanċjati, sabiex iż-żewġ tipi ta' moviment huma bilanċjati, sabiex iż-żewġ tipi ta 'moviment huma bilanċjati, sabiex iż-żewġ tipi ta' moviment huma bilanċjati. Bilanċ dinamiku intern.
Meta l-junction PN tkun esposta għal radjazzjoni ħafifa, l-enerġija tal-foton hija trasferita lit-trasportatur, u t-trasportatur fotogenerat, jiġifieri, il-par fotogenerat bl-elettroni tat-toqba, hija ġġenerata. Taħt l-azzjoni tal-kamp elettriku, l-elettroni u t-toqba drift għar-reġjun N u r-reġjun p rispettivament, u d-drift direzzjonali tat-trasportatur fotogenerat jiġġenera fotokurrenti. Dan huwa l-prinċipju bażiku tal-fotodetettur tal-junction PN.
(3)Pin fotodetettur
Il-fotodijodu tal-brilli huwa materjal tat-tip p u materjal tat-tip N bejn is-saff I, is-saff I tal-materjal ġeneralment huwa materjal intrinsiku jew ta 'doping baxx. Il-mekkaniżmu ta 'ħidma tiegħu huwa simili għall-junction PN, meta l-ġonta tal-brilli hija esposta għar-radjazzjoni ħafifa, il-fotoni jittrasferixxu l-enerġija għall-elettroni, jiġġeneraw trasportaturi ta' ħlas fotogenerati, u l-kamp elettriku intern jew il-kamp elettriku estern se jisseparaw il-pari fotogenerati ta 'toqob ta' elettroni fis-saff ta 'tnaqqis, u t-trasportaturi ta' ħlas mitluq se jiffurmaw kurrent fiċ-ċirkwit estern. Ir-rwol li għandu saff I huwa li tespandi l-wisa 'tas-saff tat-tnaqqis, u s-saff I se jsir kompletament is-saff tat-tnaqqis taħt vultaġġ ta' preġudizzju kbir, u l-pari ta 'toqba ta' l-elettroni ġġenerati se jiġu separati malajr, u għalhekk il-veloċità tar-rispons tal-fotodetettur tal-ġonta PIN hija ġeneralment aktar mgħaġġla minn dik tad-ditekter tal-ġonta PN. It-trasportaturi barra s-saff I huma wkoll miġbura mis-saff tat-tnaqqis permezz tal-moviment tad-diffużjoni, li jiffurmaw kurrent ta 'diffużjoni. Il-ħxuna tas-saff I ġeneralment hija rqiqa ħafna, u l-iskop tiegħu huwa li ttejjeb il-veloċità tar-rispons tad-ditekter.
(4)Photodetector APDPhotodiode Avalanche
Il-mekkaniżmu ta 'Photodiode Avalanchehuwa simili għal dak tal-PN Junction. APD Photodetector juża junction PN doped ħafna, il-vultaġġ operattiv ibbażat fuq is-sejbien ta 'APD huwa kbir, u meta jiġi miżjud preġudizzju b'lura kbira, jonizzazzjoni tal-ħabta u multiplikazzjoni ta' valanga se sseħħ ġewwa APD, u l-prestazzjoni tad-ditekter hija miżjuda fotokorri. Meta l-APD ikun fil-modalità ta 'preġudizzju b'lura, il-kamp elettriku fis-saff tat-tnaqqis se jkun qawwi ħafna, u t-trasportaturi fotogenerati ġġenerati mid-dawl se jkunu separati malajr u jinżlu malajr taħt l-azzjoni tal-kamp elettriku. Hemm probabbiltà li l-elettroni jitbaxxew fil-kannizzata matul dan il-proċess, u jikkawżaw li l-elettroni fil-kannizzata jiġu jonizzati. Dan il-proċess huwa ripetut, u l-joni jonizzati fil-kannizzata jaħbtu wkoll mal-kannizzata, u jikkawżaw li n-numru ta 'trasportaturi ta' ħlas fl-APD jiżdied, u jirriżulta f'kurrent kbir. Huwa dan il-mekkaniżmu fiżiku uniku ġewwa l-APD li d-ditekters ibbażati fuq l-APD ġeneralment għandhom il-karatteristiċi ta 'veloċità ta' rispons veloċi, qligħ ta 'valur kurrenti kbir u sensittività għolja. Meta mqabbel ma 'PN Junction u Pin Junction, l-APD għandha veloċità ta' rispons aktar mgħaġġla, li hija l-iktar veloċità ta 'rispons mgħaġġla fost it-tubi fotosensittivi attwali.
(5) Photodetector Schottky Junction
L-istruttura bażika tal-fotodetettur Schottky Junction hija dijodu Schottky, li l-karatteristiċi elettriċi tagħhom huma simili għal dawk tal-junction PN deskritti hawn fuq, u għandha konduttività unidirezzjonali b'konduzzjoni pożittiva u qtugħ b'lura. Meta metall b'funzjoni ta 'xogħol għolja u semikonduttur b'kuntatt ta' funzjoni ta 'xogħol baxxa, huwa ffurmat barriera ta' Schottky, u l-ġonta li tirriżulta hija ġonta ta 'Schottky. Il-mekkaniżmu ewlieni huwa kemmxejn simili għall-junction PN, billi jieħu semikondutturi tat-tip N bħala eżempju, meta żewġ materjali jiffurmaw kuntatt, minħabba l-konċentrazzjonijiet differenti ta 'elettroni taż-żewġ materjali, l-elettroni fis-semikondutturi se jinxterdu man-naħa tal-metall. L-elettroni mxerrda jakkumulaw kontinwament f'tarf wieħed tal-metall, u b'hekk jeqirdu n-newtralità elettrika oriġinali tal-metall, li jiffurmaw kamp elettriku inkorporat mis-semikonduttur sal-metall fuq il-wiċċ ta 'kuntatt, u l-elettroni se jinżlu taħt l-azzjoni tal-kamp elettriku intern, u d-diffużjoni tat-trasportatur u l-moviment tad-drift se jitwettqu simultanjament, wara perjodu ta' ħin biex jilħqu l-ekwilibriju dinamiku, u l-aħħar formola. Taħt kondizzjonijiet tad-dawl, ir-reġjun tal-barriera jassorbi direttament id-dawl u jiġġenera pari ta 'toqba ta' elettroni, filwaqt li t-trasportaturi fotogenerati ġewwa l-junction PN jeħtieġ li jgħaddu mir-reġjun ta 'diffużjoni biex jilħqu r-reġjun tal-ġonta. Meta mqabbel mal-junction PN, il-fotodetettur ibbażat fuq Schottky Junction għandu veloċità ta 'rispons aktar mgħaġġla, u l-veloċità tar-rispons tista' saħansitra tilħaq il-livell NS.
Ħin ta 'wara: 3 ta' Awwissu-2024