Seòrsa deinneal lorgaire-fotostructar
Lorgaire-foto'S e inneal a th' ann an comharra optigeach a thionndaidheas comharra optigeach gu comharra dealain, agus faodar a structar agus a sheòrsachadh a roinn sa mhòr-chuid anns na roinnean a leanas:
(1) Lorgaire-foto-ghiùlain
Nuair a bhios innealan foto-ghiùlain fosgailte do sholas, bidh an giùlan a thèid a chruthachadh leis an t-solas ag àrdachadh an seoltachd agus a’ lughdachadh an aghaidh. Bidh na giùlan a thèid a bhrosnachadh aig teòthachd an t-seòmair a’ gluasad ann an dòigh stiùirichte fo ghnìomhachd raon dealain, agus mar sin a’ gineadh sruth. Fo chumha solais, bidh dealanan air an brosnachadh agus bidh gluasad a’ tachairt. Aig an aon àm, bidh iad a’ gluasad fo ghnìomhachd raon dealain gus sruth-foto a chruthachadh. Bidh na giùlan a thèid a chruthachadh leis an t-solas ag àrdachadh seoltachd an inneil agus mar sin a’ lughdachadh an aghaidh. Mar as trice bidh lorgairean foto-ghiùlain a’ nochdadh buannachd àrd agus freagairteachd mhòr ann an coileanadh, ach chan urrainn dhaibh freagairt a thoirt do chomharran optigeach àrd-tricead, agus mar sin tha an astar freagairt slaodach, a tha a’ cuingealachadh cleachdadh innealan foto-ghiùlain ann an cuid de thaobhan.
(2)Lorgaire-foto PN
Tha lorgaire-foto PN air a chruthachadh leis a’ cheangal eadar stuth leth-chonnsachaidh seòrsa-P agus stuth leth-chonnsachaidh seòrsa-N. Mus tèid an conaltradh a chruthachadh, tha an dà stuth ann an staid air leth. Tha ìre Fermi ann an leth-chonnsachaidh seòrsa-P faisg air oir a’ chòmhlain vaileans, agus tha ìre Fermi ann an leth-chonnsachaidh seòrsa-N faisg air oir a’ chòmhlain giùlain. Aig an aon àm, tha ìre Fermi an stuth seòrsa-N aig oir a’ chòmhlain giùlain air a ghluasad sìos gu leantainneach gus am bi ìre Fermi an dà stuth san aon suidheachadh. Tha atharrachadh suidheachadh a’ chòmhlain giùlain agus a’ chòmhlain vaileans cuideachd an cois lùbadh a’ chòmhlain. Tha an snaim PN ann an cothromachadh agus tha ìre Fermi èideadh aige. A thaobh mion-sgrùdadh giùlan luchd, tha a’ mhòr-chuid de na giùlan luchd ann an stuthan seòrsa-P nan tuill, agus tha a’ mhòr-chuid de na giùlan luchd ann an stuthan seòrsa-N nan dealanan. Nuair a tha an dà stuth ann an conaltradh, air sgàth an eadar-dhealachaidh ann an dùmhlachd giùlain, bidh na dealanan ann an stuthan seòrsa-N a’ sgaoileadh gu seòrsa-P, agus bidh na dealanan ann an stuthan seòrsa-N a’ sgaoileadh an taobh eile ris na tuill. Cruthaichidh an raon neo-dhìolaidh a dh’fhàgas sgaoileadh dealanan agus thuill raon dealain togte, agus bidh an raon dealain togte a’ gluasad gu gluasad giùlain, agus tha stiùireadh an gluasad dìreach mu choinneamh stiùireadh an sgaoilidh, a tha a’ ciallachadh gu bheil cruthachadh an achaidh dealain togte a’ cur casg air sgaoileadh giùlain, agus tha an dà chuid sgaoileadh agus gluasad taobh a-staigh an snaim PN gus am bi an dà sheòrsa gluasad cothromach, gus am bi sruth statach an giùlain neoni. Cothromachadh fiùghantach a-staigh.
Nuair a bhios an co-cheangal PN fosgailte do rèididheachd solais, thèid lùth a’ foton a ghluasad chun an giùlain, agus thèid an giùlan a chaidh a chruthachadh leis an t-solas, is e sin, am paidhir dealanach-toll a chaidh a chruthachadh leis an t-solas, a chruthachadh. Fo ghnìomh an achaidh dealain, bidh an dealanach agus an toll a’ gluasad chun roinn N agus roinn P fa leth, agus bidh gluasad treòrachail a’ ghiùlain a chaidh a chruthachadh leis an t-solas a’ gineadh sruth-solais. Is e seo am prionnsapal bunaiteach aig lorgaire-solais co-cheangal PN.
(3)Lorgaire-foto PIN
Is e stuth seòrsa-P agus stuth seòrsa-N a th’ ann am foto-diode prìne eadar an t-sreath I, mar as trice is e stuth intreach no ìosal-dopaidh a th’ anns an t-sreath I den stuth. Tha an dòigh-obrach aige coltach ris an snaim PN, nuair a bhios an snaim PIN fosgailte do rèididheachd solais, bidh am foton a’ gluasad lùth chun electron, a’ gineadh giùlan luchd a chaidh a chruthachadh le solas, agus bidh an raon dealain a-staigh no an raon dealain a-muigh a’ sgaradh nan càraidean electron-toll a chaidh a chruthachadh le solas anns an t-sreath crìonaidh, agus bidh na giùlan luchd a chaidh a ghluasad a’ cruthachadh sruth anns a’ chuairt a-muigh. Is e dreuchd sreath I leud an t-sreath crìonaidh a leudachadh, agus bidh an sreath I gu tur na shreath crìonaidh fo bholtadh claonadh mòr, agus thèid na càraidean electron-toll a chaidh a chruthachadh a sgaradh gu luath, agus mar sin tha astar freagairt an lorgaire foto-cheangail PIN nas luaithe na astar freagairt an lorgaire snaim PN. Bidh giùlan taobh a-muigh an t-sreath I cuideachd air an cruinneachadh leis an t-sreath crìonaidh tro ghluasad sgaoilidh, a’ cruthachadh sruth sgaoilidh. Tha tiugh an t-sreath I gu math tana sa chumantas, agus is e an adhbhar aige astar freagairt an lorgaire a leasachadh.
(4)Lorgaire-foto APDfotodiode maoim-sneachda
An dòigh-obrach aigfotodiode maoim-sneachdaTha e coltach ri snaim PN. Bidh lorgaire-foton APD a’ cleachdadh snaim PN le dopadh mòr, tha am bholtadh obrachaidh stèidhichte air lorg APD mòr, agus nuair a thèid claonadh cùil mòr a chur ris, bidh ianachadh bualadh agus iomadachadh maoim-sneachda a’ tachairt taobh a-staigh APD, agus bidh coileanadh an lorgaire air a mheudachadh leis an t-sruth-foton. Nuair a bhios APD ann am modh claonadh cùil, bidh an raon dealain anns an t-sreath crìonaidh glè làidir, agus thèid na giùlanan foton a chaidh a chruthachadh le solas a sgaradh gu sgiobalta agus gluasad gu sgiobalta fo ghnìomh an raoin dealain. Tha teansa ann gun buail dealanan a-steach don ghrèis rè a’ phròiseis seo, ag adhbhrachadh gum bi na dealanan anns a’ ghrèis air an ianachadh. Thèid am pròiseas seo ath-aithris, agus bidh na h-ianan ianaichte anns a’ ghrèis cuideachd a’ bualadh ris a’ ghrèis, ag adhbhrachadh gum bi àireamh nan giùlan cosgais anns an APD ag àrdachadh, agus mar thoradh air sin bidh sruth mòr ann. Is e an dòigh-obrach fiosaigeach sònraichte seo taobh a-staigh APD a tha aig lorgairean stèidhichte air APD mar as trice feartan astar freagairt luath, buannachd luach gnàthach mòr agus cugallachd àrd. An coimeas ri snaim PN agus snaim PIN, tha astar freagairt nas luaithe aig APD, agus is e sin an astar freagairt as luaithe am measg nan tiùban mothachail air solas a th’ ann an-dràsta.
(5) Lorgaire-foton co-cheangail Schottky
’S e diode Schottky a th’ ann am bun-structar an lorgaire-foton snaim Schottky, agus tha feartan dealain coltach ris an fheadhainn aig a’ cheangal PN a chaidh a mhìneachadh gu h-àrd, agus tha seoltachd aon-stiùiridh aige le seoltachd dheimhinneach agus gearradh-dheth air ais. Nuair a bhios meatailt le gnìomh obrach àrd agus leth-chonnsair le gnìomh obrach ìosal a’ cruthachadh conaltraidh, bidh bacadh Schottky air a chruthachadh, agus ’s e ceangal Schottky a th’ anns a’ cheangal a thig às. Tha am prìomh dhòigh-obrach rudeigin coltach ris a’ cheangal PN, a’ gabhail leth-chonnsairean seòrsa-N mar eisimpleir, nuair a bhios dà stuth a’ cruthachadh conaltraidh, air sgàth nan dùmhlachdan electron eadar-dhealaichte anns an dà stuth, bidh na dealanan anns an leth-chonnsair a’ sgaoileadh chun taobh meatailt. Bidh na dealanan sgaoilte a’ cruinneachadh gu leantainneach aig aon cheann den mheatailt, agus mar sin a’ sgrios neodrachd dealain thùsail a’ mheatailt, a’ cruthachadh raon dealain togte bhon leth-chonnsair chun mheatailt air an uachdar conaltraidh, agus bidh na dealanan a’ gluasad fo ghnìomh an raoin dealain a-staigh, agus thèid gluasad sgaoilidh is gluasad an giùlain a dhèanamh aig an aon àm, às deidh ùine gus cothromachadh fiùghantach a ruighinn, agus mu dheireadh gus ceangal Schottky a chruthachadh. Fo chumhachan solais, bidh an roinn bacaidh a’ gabhail a-steach solas gu dìreach agus a’ gineadh paidhrichean dealanach-toll, agus feumaidh na giùlan a chaidh a chruthachadh leis an dealbh taobh a-staigh an snaim PN a dhol tron roinn sgaoilidh gus an roinn snaim a ruighinn. An coimeas ri snaim PN, tha astar freagairt nas luaithe aig an lorgaire-dhealbhan stèidhichte air snaim Schottky, agus faodaidh an astar freagairt eadhon ìre ns a ruighinn.
Àm puist: 13 Lùnastal 2024