Math odyfais ffotodetectorstrwythuro
Ffotodetectoryn ddyfais sy'n trosi signal optegol yn signal trydanol, Gellir rhannu ei strwythur a'i amrywiaeth, yn bennaf yn y categorïau canlynol:
(1) ffotodetector ffotoconductive
Pan fydd dyfeisiau ffotoconductive yn agored i olau, mae'r cludwr ffotogenaidd yn cynyddu eu dargludedd ac yn lleihau eu gwrthiant. Mae'r cludwyr sy'n gyffrous ar dymheredd ystafell yn symud mewn modd cyfeiriadol o dan weithred maes trydan, a thrwy hynny gynhyrchu cerrynt. O dan gyflwr y golau, mae electronau'n gyffrous ac mae pontio yn digwydd. Ar yr un pryd, maent yn drifftio o dan weithred maes trydan i ffurfio ffotocurrent. Mae'r cludwyr ffotogenaidd sy'n deillio o hyn yn cynyddu dargludedd y ddyfais ac felly'n lleihau'r gwrthiant. Mae ffotodetectorau ffotoconductive fel arfer yn dangos enillion uchel ac ymatebolrwydd mawr mewn perfformiad, ond ni allant ymateb i signalau optegol amledd uchel, felly mae'r cyflymder ymateb yn araf, sy'n cyfyngu ar gymhwyso dyfeisiau ffotoconductive mewn rhai agweddau.
(2)PN Photodetector
Mae ffotodetector PN yn cael ei ffurfio gan y cyswllt rhwng deunydd lled-ddargludyddion math P a deunydd lled-ddargludyddion n-math. Cyn i'r cyswllt gael ei ffurfio, mae'r ddau ddeunydd mewn cyflwr ar wahân. Mae'r lefel Fermi mewn lled-ddargludydd math P yn agos at ymyl y band falens, tra bod y lefel Fermi yn lled-ddargludydd N-math yn agos at ymyl y band dargludiad. Ar yr un pryd, mae lefel Fermi y deunydd n-math ar ymyl y band dargludiad yn cael ei symud i lawr yn barhaus nes bod lefel Fermi y ddau ddeunydd yn yr un sefyllfa. Mae newid y band band dargludiad a band falens hefyd yn cyd -fynd â phlygu'r band. Mae'r gyffordd PN mewn ecwilibriwm ac mae ganddi lefel Fermi unffurf. O'r agwedd ar ddadansoddiad cludwr gwefr, mae'r rhan fwyaf o'r cludwyr gwefr mewn deunyddiau math P yn dyllau, tra bod y rhan fwyaf o'r cludwyr gwefr mewn deunyddiau math N yn electronau. Pan fydd y ddau ddeunydd mewn cysylltiad, oherwydd y gwahaniaeth mewn crynodiad cludwyr, bydd yr electronau mewn deunyddiau math N yn tryledu i fath P, tra bydd yr electronau mewn deunyddiau math N yn tryledu i'r cyfeiriad arall i'r tyllau. Bydd yr ardal heb ei digolledu a adewir gan ymlediad electronau a thyllau yn ffurfio maes trydan adeiledig, a bydd y maes trydan adeiledig yn tueddu i ddrifft cludo, ac mae cyfeiriad y drifft yn hollol groes i gyfeiriad y trylediad, sy'n golygu bod ffurfio'r maes trydan adeiledig yn atal trylediad y cludwr a bod yn drylediad, ac mae trylediad yn drylediad ac yn cael eu tryledu, a bod yn drylediad yn cael eu tryledu a bod yn drylediad, a bod yn drylediad, ac mae yna drylediad a chysylltiad yn drylediad, a bod yn drylediad, ac mae yna drylediad a chysylltiad yn drylediad, a bod yn drylediad, ac mae yna drylediad a chysylltiad yn cael yn sero. Cydbwysedd deinamig mewnol.
Pan fydd cyffordd y PN yn agored i ymbelydredd ysgafn, trosglwyddir egni'r ffoton i'r cludwr, a chynhyrchir y cludwr ffotogenaidd, hynny yw, y pâr twll electron ffotogenaidd. O dan weithred y maes trydan, mae'r electron a'r twll yn drifftio i'r rhanbarth N a'r rhanbarth P yn y drefn honno, ac mae drifft cyfeiriadol y cludwr ffotogenaidd yn cynhyrchu ffotocurrent. Dyma egwyddor sylfaenol ffotodetector cyffordd PN.
(3)Pin Photodetector
Mae ffotodiode pin yn ddeunydd math P a deunydd math N rhwng yr haen I, mae haen I y deunydd yn gyffredinol yn ddeunydd cynhenid neu dopio isel. Mae ei fecanwaith gweithio yn debyg i'r gyffordd PN, pan fydd y gyffordd pin yn agored i ymbelydredd ysgafn, mae'r ffoton yn trosglwyddo egni i'r electron, gan gynhyrchu cludwyr gwefr ffotogenaidd, a'r maes trydan mewnol neu'r maes trydan allanol yn gwahanu'r parau twll electron ffotogenedig yn y cylchrediad cyfredol. Y rôl a chwaraeir gan Haen I yw ehangu lled yr haen disbyddu, a bydd yr haen y byddaf yn dod yn haen disbyddu yn llwyr o dan foltedd gogwydd mawr, a bydd y parau twll electron a gynhyrchir yn cael ei wahanu'n gyflym, felly mae cyflymder ymateb ffotodetector cyffordd pin yn gyffredinol gyflymach na chyflymder y cyffordd PN. Mae cludwyr y tu allan i'r haen I hefyd yn cael eu casglu gan yr haen disbyddu trwy gynnig trylediad, gan ffurfio cerrynt trylediad. Mae trwch yr haen I yn denau iawn ar y cyfan, a'i bwrpas yw gwella cyflymder ymateb y synhwyrydd.
(4)APD PhotodetectorFfotodiode Avalanche
MecanwaithFfotodiode Avalancheyn debyg i gyffordd PN. Mae APD Photodetector yn defnyddio cyffordd PN wedi'i dopio'n drwm, mae'r foltedd gweithredu yn seiliedig ar ganfod APD yn fawr, a phan ychwanegir gogwydd gwrthdroi mawr, bydd ionization gwrthdrawiad a lluosi eirlithriad yn digwydd y tu mewn i APD, ac mae perfformiad y synhwyrydd yn fwy ffotocurrent. Pan fydd APD yn y modd rhagfarn gwrthdroi, bydd y maes trydan yn yr haen disbyddu yn gryf iawn, a bydd y cludwyr ffotogenaidd a gynhyrchir gan olau yn cael eu gwahanu'n gyflym ac yn drifftio'n gyflym o dan weithred y maes trydan. Mae tebygolrwydd y bydd electronau'n taro i'r dellt yn ystod y broses hon, gan beri i'r electronau yn y dellt gael ei ïoneiddio. Mae'r broses hon yn cael ei hailadrodd, ac mae'r ïonau ïoneiddiedig yn y dellt hefyd yn gwrthdaro â'r dellt, gan beri i nifer y cludwyr gwefr yn yr APD gynyddu, gan arwain at gerrynt mawr. Y mecanwaith corfforol unigryw hwn y tu mewn i APD bod gan synwyryddion sy'n seiliedig ar APD nodweddion cyflymder ymateb cyflym, enillion gwerth cerrynt mawr a sensitifrwydd uchel. O'i gymharu â Chyffordd PN a Chyffordd PIN, mae gan APD gyflymder ymateb cyflymach, sef y cyflymder ymateb cyflymaf ymhlith y tiwbiau ffotosensitif cyfredol.
(5) Ffotodetector Cyffordd Schottky
Mae strwythur sylfaenol ffotodetector cyffordd Schottky yn ddeuod Schottky, y mae ei nodweddion trydanol yn debyg i nodweddion y gyffordd PN a ddisgrifir uchod, ac mae ganddo ddargludedd un cyfeiriadol gyda dargludiad positif a thorbwynt gwrthdroi. Pan fydd metel â swyddogaeth waith uchel a lled -ddargludydd â chysylltiad ffurflen swyddogaeth gwaith isel, rhwystr schottky yn cael ei ffurfio, ac mae'r gyffordd sy'n deillio o hyn yn gyffordd schottky. Mae'r prif fecanwaith ychydig yn debyg i gyffordd PN, gan gymryd lled-ddargludyddion n-math fel enghraifft, pan fydd dau ddeunydd yn ffurfio cyswllt, oherwydd crynodiadau electronau gwahanol y ddau ddeunydd, bydd yr electronau yn y lled-ddargludydd yn tryledu i'r ochr fetel. Mae'r electronau gwasgaredig yn cronni'n barhaus ar un pen i'r metel, gan ddinistrio niwtraliaeth drydanol wreiddiol y metel, gan ffurfio maes trydan adeiledig o'r lled-ddargludydd i'r metel ar yr wyneb cyswllt, a bydd yr electronau'n drifftio o dan weithred y maes trydan mewnol, a bod y Cludwr yn cael ei dryledu, a bod y Cludwr yn cael ei ddiarddel, ac ac o'r diwedd ffurfio cyffordd schottky. O dan amodau ysgafn, mae'r rhanbarth rhwystr yn amsugno golau yn uniongyrchol ac yn cynhyrchu parau twll electron, tra bod angen i'r cludwyr ffotogenaidd y tu mewn i gyffordd PN basio trwy'r rhanbarth trylediad i gyrraedd rhanbarth y gyffordd. O'i gymharu â PN Junction, mae gan y ffotodetector sy'n seiliedig ar gyffordd Schottky gyflymder ymateb cyflymach, a gall y cyflymder ymateb gyrraedd lefel NS hyd yn oed.
Amser Post: Awst-13-2024