Math odyfais ffotosynhwyryddstrwythur
Ffotosynhwyryddyn ddyfais sy'n trosi signal optegol yn signal trydanol, ei strwythur a'i amrywiaeth, gellir ei rannu'n bennaf i'r categorïau canlynol:
(1) ffotosynhwyrydd ffoto-ddargludol
Pan fydd dyfeisiau ffoto-ddargludol yn agored i olau, mae'r cludwr ffoto-gynhyrchu yn cynyddu eu dargludedd ac yn lleihau eu gwrthiant. Mae'r cludwyr wedi'u cyffroi ar dymheredd ystafell yn symud mewn modd cyfeiriadol o dan weithred maes trydan, gan gynhyrchu cerrynt. O dan gyflwr golau, mae electronau'n gyffrous ac mae trawsnewid yn digwydd. Ar yr un pryd, maent yn drifftio o dan weithred maes trydan i ffurfio ffotogyfrwng. Mae'r cludwyr ffotogeneredig sy'n deillio o hyn yn cynyddu dargludedd y ddyfais ac felly'n lleihau'r gwrthiant. Mae ffoto-ddargludyddion ffoto-ddargludol fel arfer yn dangos cynnydd 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 ffoto-ddargludol mewn rhai agweddau.
(2)Synhwyrydd ffoto PN
Mae ffotodetector PN yn cael ei ffurfio gan y cyswllt rhwng deunydd lled-ddargludyddion P-math a deunydd lled-ddargludyddion N-math. Cyn i'r cyswllt gael ei ffurfio, mae'r ddau ddeunydd mewn cyflwr ar wahân. Mae lefel Fermi mewn lled-ddargludydd math P yn agos at ymyl y band falens, tra bod lefel Fermi mewn lled-ddargludydd math N yn agos at ymyl y band dargludiad. Ar yr un pryd, mae lefel Fermi y deunydd math N 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 plygu'r band hefyd yn cyd-fynd â'r newid yn lleoliad y band dargludiad a'r band falens. Mae cyffordd PN mewn cydbwysedd ac mae ganddi lefel Fermi unffurf. O'r agwedd ar ddadansoddiad cludwyr tâl, mae'r rhan fwyaf o'r cludwyr tâl mewn deunyddiau math P yn dyllau, tra bod y rhan fwyaf o'r cludwyr tâl mewn deunyddiau math N yn electronau. Pan fydd y ddau ddeunydd mewn cysylltiad, oherwydd y gwahaniaeth mewn crynodiad cludwr, bydd yr electronau mewn deunyddiau math N yn ymledu i P-math, tra bydd yr electronau mewn deunyddiau math N yn tryledu i'r cyfeiriad arall i'r tyllau. Bydd yr ardal heb ei ddigolledu a adawyd gan drylediad electronau a thyllau yn ffurfio maes trydan adeiledig, a bydd y maes trydan adeiledig yn tueddu i ddrifft cludwr, ac mae cyfeiriad y drifft yn union gyferbyn â chyfeiriad y trylediad, sy'n golygu bod y mae ffurfio'r maes trydan adeiledig yn atal trylediad cludwyr, ac mae trylediad a drifft y tu mewn i'r gyffordd PN nes bod y ddau fath o gynnig yn gytbwys, fel bod llif y cludwr statig yn sero. Cydbwysedd deinamig mewnol.
Pan fydd y gyffordd PN yn agored i ymbelydredd ysgafn, mae egni'r ffoton yn cael ei drosglwyddo i'r cludwr, a chynhyrchir y cludwr ffotogeneredig, hynny yw, y pâr twll electron wedi'i ffotogynhyrchu. O dan weithrediad 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 wedi'i ffotogynhyrchu yn cynhyrchu ffotogyfrwng. Dyma egwyddor sylfaenol ffotodetector cyffordd PN.
(3)Synhwyrydd llun PIN
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 ddeunydd dopio isel. Mae ei fecanwaith gweithio yn debyg i 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 ffotogeneredig, a bydd y maes trydan mewnol neu'r maes trydan allanol yn gwahanu'r twll electron wedi'i ffotogynhyrchu. parau yn yr haen disbyddu, a bydd y cludwyr tâl drifft yn ffurfio cerrynt yn y gylched allanol. Y rôl a chwaraeir gan haen I yw ehangu lled yr haen disbyddu, a bydd yr haen I yn dod yn haen disbyddu yn llwyr o dan foltedd gogwydd mawr, a bydd y parau tyllau electron a gynhyrchir yn cael eu gwahanu'n gyflym, felly bydd cyflymder ymateb y Yn gyffredinol, mae ffotosynhwyrydd cyffordd PIN yn gyflymach nag un y synhwyrydd cyffordd PN. Mae cludwyr y tu allan i'r haen I hefyd yn cael eu casglu gan yr haen disbyddu trwy fudiant trylediad, gan ffurfio cerrynt tryledu. Yn gyffredinol, mae trwch yr haen I yn denau iawn, a'i bwrpas yw gwella cyflymder ymateb y synhwyrydd.
(4)Synhwyrydd ffoto APDffotodiode eirlithriad
Mae mecanwaith offotodiode eirlithriadyn debyg i gyffordd PN. Mae ffotodetector APD yn defnyddio cyffordd PN wedi'i dopio'n drwm, mae'r foltedd gweithredu sy'n seiliedig ar ganfod APD yn fawr, a phan ychwanegir gogwydd gwrthdro mawr, bydd ionization gwrthdrawiad a lluosi eirlithriadau yn digwydd y tu mewn i APD, a chynyddir perfformiad y synhwyrydd ffotocurrent. Pan fydd APD yn y modd rhagfarn gwrthdro, bydd y maes trydan yn yr haen disbyddu yn gryf iawn, a bydd y cludwyr ffotogeneredig a gynhyrchir gan olau yn cael eu gwahanu'n gyflym ac yn drifftio'n gyflym o dan weithred y maes trydan. Mae'n debygol y bydd electronau'n taro i mewn i'r dellt yn ystod y broses hon, gan achosi i'r electronau yn y dellt gael eu ïoneiddio. Mae'r broses hon yn cael ei hailadrodd, ac mae'r ïonau ïoneiddiedig yn y dellt hefyd yn gwrthdaro â'r dellt, gan achosi i nifer y cludwyr tâl yn yr APD gynyddu, gan arwain at gerrynt mawr. Y mecanwaith ffisegol unigryw hwn y tu mewn i APD y mae synwyryddion APD yn gyffredinol yn meddu ar nodweddion cyflymder ymateb cyflym, cynnydd 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 presennol.
(5) ffotosynhwyrydd cyffordd Schottky
Deuod Schottky yw strwythur sylfaenol ffotodetector cyffordd Schottky, y mae ei nodweddion trydanol yn debyg i rai'r gyffordd PN a ddisgrifir uchod, ac mae ganddo ddargludedd un cyfeiriadol gyda dargludiad positif a thoriad gwrthdro. Pan fydd metel â swyddogaeth waith uchel a lled-ddargludydd â swyddogaeth gwaith isel yn ffurfio cyswllt, ffurfir rhwystr Schottky, 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-ddargludyddion yn ymledu i'r ochr fetel. Mae'r electronau gwasgaredig yn cronni'n barhaus ar un pen y 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 bydd symudiad trylediad a drifft y cludwr yn cael ei gynnal ar yr un pryd, ar ôl cyfnod o amser i gyrraedd cydbwysedd deinamig, ac yn olaf ffurfio cyffordd Schottky. O dan amodau golau, mae'r rhanbarth rhwystr yn amsugno golau yn uniongyrchol ac yn cynhyrchu parau tyllau electron, tra bod angen i'r cludwyr ffotogeneredig y tu mewn i'r gyffordd PN basio trwy'r rhanbarth tryledu i gyrraedd rhanbarth y gyffordd. O'i gymharu â chyffordd PN, 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