Kalite nanaparèy photodetectorestrikti
Photodetectorse yon aparèy ki konvèti siyal optik nan siyal elektrik, estrikti li yo ak varyete, ka sitou divize an kategori sa yo:
(1) Photoconductive fotodetèkteur
Lè aparèy photoconductive yo ekspoze a limyè, konpayi asirans lan photogenerated ogmante konduktiviti yo ak diminye rezistans yo. Transpòtè yo eksite nan tanperati chanm deplase nan yon fason direksyon anba aksyon an nan yon jaden elektrik, konsa génération yon aktyèl. Anba kondisyon limyè a, elektwon yo eksite e tranzisyon rive. An menm tan an, yo flote anba aksyon an nan yon jaden elektrik yo fòme yon photocurrent. Transpòtè yo ki kapab lakòz photogenerated ogmante konduktiviti nan aparèy la e konsa diminye rezistans la. Fotodetèkteur fotokonduktif anjeneral montre gwo benefis ak gwo reyaksyon nan pèfòmans, men yo pa ka reponn a gwo-frekans siyal optik, se konsa vitès la repons se ralanti, ki limite aplikasyon an nan aparèy fotokonduktif nan kèk aspè.
(2)Pn photodetector
PN photodetector ki te fòme pa kontak ki genyen ant materyèl semi-conducteurs P-tip ak N-kalite semi-conducteurs. Anvan se kontak la ki te fòme, de materyèl yo nan yon eta separe. Nivo nan Fermi nan p-kalite semi-conducteurs se tou pre kwen nan gwoup la valans, pandan y ap nivo a Fermi nan N-kalite semi-conducteurs se tou pre kwen nan gwoup la kondiksyon. An menm tan an, se nivo a Fermi nan materyèl la N-kalite nan kwen nan bann lan kondiksyon kontinyèlman deplase anba jouk nivo a Fermi nan de materyèl yo se nan menm pozisyon an. Chanjman nan pozisyon nan bann kondiksyon ak gwoup valans tou akonpaye pa koube nan gwoup la. Junction PN a se nan ekilib e li gen yon inifòm nivo Fermi. Soti nan aspè nan analiz konpayi asirans chaj, pi fò nan transpòtè yo chaj nan P-kalite materyèl yo se twou, pandan y ap pi fò nan transpòtè yo chaj nan N-kalite materyèl yo se elektwon. Lè de materyèl yo an kontak, akòz diferans lan nan konsantrasyon konpayi asirans, elektwon yo nan N-kalite materyèl pral difize nan P-kalite, pandan y ap elektwon yo nan N-kalite materyèl pral difize nan direksyon opoze a twou yo. Zòn nan uncompensatated kite pa difizyon nan elektwon ak twou pral fòme yon bati-an jaden elektrik, ak bati-an jaden elektrik la pral tandans drift konpayi asirans, ak direksyon nan flote se jis opoze a direksyon an nan difizyon, ki vle di ke fòmasyon nan jaden an bati-an anpeche yo gen de zansèt, epi gen tou de difizyon ak drift nan Junction PNE a, se pou yo fè sa, se pou yo fè sa, yo se toude yo. Entèn balans dinamik.
Lè se junction a PN ekspoze a radyasyon limyè, se enèji nan foton an transfere nan konpayi asirans lan, ak konpayi asirans lan photogenerated, se sa ki, photogenerated elèktron-twou pè a, se pwodwi. Anba aksyon an nan jaden an elektrik, elèktron la ak twou flote nan rejyon an N ak rejyon an P respektivman, ak flote nan direksyon nan konpayi asirans lan photogenerated jenere photocurrent. Sa a se prensip debaz la nan PN Junction Photodetector.
(3)PIN Photodetector
PIN Photodiode se yon materyèl P-kalite ak N-kalite materyèl ant kouch la mwen, kouch la mwen nan materyèl la se jeneralman yon materyèl intrinsèques oswa ki ba-dopan. Mekanis k ap travay li yo se menm jan ak junction a PN, lè se junction nan PIN ekspoze a radyasyon limyè, fotonik la transfere enèji nan elèktron la, génération photogenerated transpòtè chaj, ak jaden an entèn elektrik oswa jaden an ekstèn elektrik pral separe fotogenerated elèktron-twou pè nan kouch nan rediksyon, ak transpòtè yo chaj yo pral fòme yon aktyèl la nan kou a. Wòl ki te jwe pa kouch mwen se elaji lajè a nan kouch nan rediksyon, ak kouch a mwen pral konplètman vin kouch nan rediksyon anba yon gwo vòltaj patipri, ak pwodwi yo elèktron-twou yo pral rapidman separe, se konsa vitès la repons nan photodetector la junction PIN se jeneralman pi vit pase sa yo ki an detektè a junction PN. Transpòtè deyò kouch la mwen yo tou kolekte pa kouch nan rediksyon nan mouvman difizyon, fòme yon aktyèl difizyon. Epesè nan kouch la mwen se jeneralman trè mens, ak objektif li yo se amelyore vitès la repons nan detektè la.
(4)APD photodetectorfotodòd avalanche
Mekanis nanfotodòd avalanchese menm jan ak sa yo ki an PN Junction. APD photodetector itilize lou doped pn junction, vòltaj la opere ki baze sou deteksyon APD se gwo, epi lè yon gwo patipri ranvèse te ajoute, ionization kolizyon ak miltiplikasyon lavalas pral rive andedan APD, epi li se pèfòmans nan detektè a ogmante photocurrent. Lè APD se nan mòd nan patipri ranvèse, jaden an elektrik nan kouch nan rediksyon yo pral trè fò, ak transpòtè yo photogenerated ki te pwodwi pa limyè yo pral byen vit separe epi byen vit flote anba aksyon an nan jaden an elektrik. Gen yon pwobabilite ki elektwon yo pral frape nan lasi a pandan pwosesis sa a, sa ki lakòz elektwon yo nan lasi a yo dwe ionized. Pwosesis sa a repete, ak iyon yo ionized nan lasi a tou fè kolizyon ak lasi a, sa ki lakòz kantite transpòtè chaj nan APD a ogmante, sa ki lakòz yon gwo aktyèl. Li se sa a mekanis fizik inik andedan APD ki APD ki baze sou detektè jeneralman gen karakteristik sa yo nan vitès repons vit, gwo valè aktyèl ak segondè sansiblite. Konpare ak PN Junction ak PIN Junction, APD gen yon vitès repons pi vit, ki se vitès la repons pi rapid nan mitan tib yo fotosensib aktyèl la.
(5) Schottky Junction Photodetector
Estrikti debaz la nan photodetector a Schottky junction se yon dyòd dyod Schottky, ki gen karakteristik elektrik yo sanble ak sa yo ki nan junction a PN ki dekri anwo a, epi li gen konduktiviti unidirectional ak kondiksyon pozitif ak ranvèse koupe. Lè yon metal ki gen yon fonksyon travay segondè ak yon semi -conducteurs ak yon kontak fonksyon ki ba fòm, se yon baryè Schottky ki te fòme, ak junction a ki kapab lakòz se yon junction Schottky. Mekanis prensipal la se yon ti jan ki sanble ak junction a PN, pran N-kalite semi-kondiktè kòm yon egzanp, lè de materyèl fòme kontak, akòz konsantrasyon yo diferan elèktron nan de materyèl yo, elektwon yo nan semi-conducteurs a pral difize nan bò metal la. The diffused electrons accumulate continuously at one end of the metal, thus destroying the original electrical neutrality of the metal, forming a built-in electric field from the semiconductor to the metal on the contact surface, and the electrons will drift under the action of the internal electric field, and the carrier's diffusion and drift motion will be carried out simultaneously, after a period of time to reach dynamic equilibrium, and finally form a Schottky junction. Anba kondisyon limyè, rejyon baryè a dirèkteman absòbe limyè ak jenere pè elèktron-twou, pandan y ap transpòtè yo photogenerated andedan junction a PN bezwen pase nan rejyon an difizyon yo rive jwenn rejyon an junction. Konpare ak junction PN, photodetector a ki baze sou Schottky Junction gen yon vitès repons pi vit, ak vitès la repons ka menm rive nan nivo NS.
Post tan: Aug-13-2024