Seòrsa structar inneal photodetector

Seòrsa deinneal photodetectorstructar
Lorgaire dhealbhanIs e inneal a th’ ann an inneal a dh’ atharraicheas comharra optigeach gu comharra dealain, ‌ an structar agus am measgachadh, ‌ faodar a roinn sa mhòr-chuid anns na roinnean a leanas: ‌
(1) Photodetector photoconductive
Nuair a bhios innealan photoconductive fosgailte do sholas, bidh an neach-giùlan photogenerated a ’meudachadh an giùlan agus a’ lughdachadh an aghaidh. Bidh an luchd-giùlan air bhioran aig teòthachd an t-seòmair a’ gluasad ann an dòigh stiùiridh fo ghnìomhachd raon dealain, mar sin a’ gineadh sruth. Fo staid solais, tha dealanan air bhioran agus bidh gluasad a’ tachairt. Aig an aon àm, bidh iad a’ gluasad fo ghnìomhachd raon dealain gus photocurrent a chruthachadh. Bidh na luchd-giùlan photogenerated a thig às a sin ag àrdachadh giùlan an inneil agus mar sin a’ lughdachadh an aghaidh. Mar as trice bidh photodetectors photoconductive a ’nochdadh buannachd àrd agus freagairteach mòr 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 photoconductive ann an cuid de thaobhan.

(2)Luchdaich a-nuas lorgaire dhealbhan PN
Tha photodetector PN air a chruthachadh leis a’ cheangal eadar stuth semiconductor seòrsa P agus stuth semiconductor seòrsa N. Mus tèid an ceangal a chruthachadh, tha an dà stuth ann an staid air leth. Tha an ìre Fermi ann an semiconductor seòrsa P faisg air oir a’ chòmhlain valence, fhad ‘s a tha an ìre Fermi ann an semiconductor seòrsa N faisg air oir a’ chòmhlain giùlain. Aig an aon àm, tha ìre Fermi den 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 lùbadh a’ chòmhlain an cois atharrachadh suidheachadh a’ chòmhlain giùlain agus còmhlan valence. Tha an snaim PN ann an co-chothromachd agus tha ìre Fermi èideadh aige. A thaobh mion-sgrùdadh luchd-giùlain cosgais, tha a’ mhòr-chuid de luchd-giùlan cosgais ann an stuthan seòrsa P nan tuill, agus tha a’ mhòr-chuid de luchd-giùlan cosgais ann an stuthan seòrsa N nan dealanan. Nuair a bhios an dà stuth ann an conaltradh, mar thoradh air an eadar-dhealachadh ann an dùmhlachd luchd-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 gu na tuill. Bidh an raon neo-dhìolaidh a dh'fhàgas an sgaoileadh de eleactronan agus tuill na raon dealain a tha air a thogail a-steach, agus bidh an raon dealain a tha air a thogail a-steach a 'gluasad gluasad luchd-giùlain, agus tha stiùireadh an drifidh dìreach mu choinneamh stiùireadh an sgaoilidh, a tha a' ciallachadh gu bheil an bidh cruthachadh an raon dealain togte a’ cur casg air sgaoileadh luchd-giùlan, agus tha an dà chuid sgaoileadh agus gluasad taobh a-staigh ceann-rathaid PN gus am bi an dà sheòrsa gluasad air a chothromachadh, gus am bi an sruth neach-giùlain statach neoni. Cothromachadh fiùghantach a-staigh.
Nuair a bhios an snaim PN fosgailte do rèididheachd aotrom, thèid lùth an photon a ghluasad chun neach-giùlain, agus thèid an neach-giùlain photogenerated, is e sin, am paidhir toll-toll le dealbhan, a chruthachadh. Fo ghnìomhachd an raoin dealain, bidh an dealan agus an toll a’ gluasad gu roinn N agus sgìre P fa leth, agus bidh gluasad stiùiridh an neach-giùlain photogenerated a’ gineadh photocurrent. Is e seo am prionnsapal bunaiteach de photodetector snaim PN.

(3)Luchdaich a-nuas PIN photodetector
Is e stuth seòrsa P a th’ ann am pin photodiode agus stuth seòrsa N eadar an còmhdach I, mar as trice tha còmhdach I den stuth mar stuth gnèitheach no dopaidh ìosal. Tha an uidheamachd obrach aige coltach ris an t-snaim PN, nuair a bhios an snaim PIN fosgailte do rèididheachd aotrom, bidh am foton a’ gluasad lùth chun an dealan, a’ gineadh luchd-giùlan cosgais photogenerated, agus bidh an raon dealain a-staigh no an raon dealain a-muigh a’ sgaradh an toll-dealanach le dealbhan. paidhrichean anns an ìre ìsleachaidh, agus cruthaichidh na luchd-giùlan cosgais gluasad sruth anns a’ chuairt a-muigh. Is e an t-àite a th’ aig còmhdach I a bhith a’ leudachadh leud an t-sreath ìsleachaidh, agus bidh an còmhdach I gu tur mar an ìre ìsleachaidh fo bholtaids bias mòr, agus bidh na paidhrichean toll-dealanach air an sgaradh gu sgiobalta, agus mar sin bidh astar freagairt an Tha photodetector snaim PIN sa chumantas nas luaithe na lorgaire snaim PN. Bidh luchd-giùlan taobh a-muigh còmhdach I cuideachd air an cruinneachadh leis an ìre dòrtadh tro ghluasad sgaoilidh, a’ cruthachadh sruth sgaoilidh. Tha tiugh an còmhdach I gu math tana sa chumantas, agus is e an adhbhar aige astar freagairt an lorgaire a leasachadh.

(4)Luchdaich a-nuas lorgaire dhealbhan APDphotodiode maoim-sneachda
An t-inneal aphotodiode maoim-sneachdacoltach ri snaim PN. Bidh photodetector APD a’ cleachdadh snaim PN le dopadh gu mòr, tha an bholtadh obrachaidh stèidhichte air lorg APD mòr, agus nuair a thèid claonadh mòr air ais a chuir ris, bidh ionachadh bualadh agus iomadachadh maoim-slèibhe a’ tachairt taobh a-staigh APD, agus tha coileanadh an lorgaire air àrdachadh photocurrent. Nuair a tha APD ann am modh claon-cùil, bidh an raon dealain anns an ìre dòrtadh gu math làidir, agus bidh na luchd-giùlan photogenerated a thig bho sholas air an dealachadh gu sgiobalta agus a ’gluasad gu sgiobalta fo ghnìomhachd an raoin dealain. Tha coltachd ann gun tuit dealanan a-steach don lattice tron ​​​​phròiseas seo, ag adhbhrachadh gum bi na dealanan anns an lattice air an ionachadh. Tha am pròiseas seo air ath-aithris, agus bidh na h-ianan ionaichte anns a’ chliath cuideachd a’ bualadh air a’ chliath, ag adhbhrachadh gum bi an àireamh de luchd-giùlan chìsean san APD a’ dol am meud, agus mar thoradh air sin bidh sruth mòr ann. Is e an uidheamachd fiosaigeach sònraichte seo taobh a-staigh APD a tha mar as trice aig lorgairean stèidhichte air APD 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, is e sin an astar freagairt as luaithe am measg nan tiùban photosensitive gnàthach.


(5) Lorgaire dhealbhan snaim Schottky
Is e structar bunaiteach photodetector snaim Schottky diode Schottky, aig a bheil feartan dealain coltach ris an fheadhainn aig an t-snaim PN a chaidh a mhìneachadh gu h-àrd, agus tha giùlan aon-stiùiridh aige le giùlan adhartach agus gearradh cùil. Nuair a bhios meatailt le gnìomh obrach àrd agus semiconductor le gnìomh obrach ìosal bho cheangal, thèid cnap-starra Schottky a chruthachadh, agus is e snaim Schottky an snaim a thig às. Tha am prìomh uidheamachd rudeigin coltach ris an t-snaim PN, a’ gabhail semiconductors seòrsa N mar eisimpleir, nuair a bhios dà stuth a’ dèanamh conaltradh, mar thoradh air co-chruinneachaidhean dealanan eadar-dhealaichte den dà stuth, bidh na dealanan anns an semiconductor a’ sgaoileadh chun taobh meatailt. Bidh na dealanan sgaoilte a’ cruinneachadh gu leantainneach aig aon cheann den mheatailt, agus mar sin a’ sgrios neodalachd dealain tùsail 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 raon dealain a-staigh, agus thèid gluasad sgaoilidh is gluasad an neach-giùlain a dhèanamh aig an aon àm, às deidh ùine gus cothromachadh fiùghantach a ruighinn, agus mu dheireadh cruthaich snaim Schottky. Fo chumhachan solais, bidh an roinn cnap-starra a’ gabhail a-steach solas gu dìreach agus a’ gineadh paidhrichean toll-dealanach, agus feumaidh an luchd-giùlan dhealbhan taobh a-staigh ceann-rathaid PN a dhol tron ​​​​sgìre sgaoilidh gus an sgìre snaim a ruighinn. An coimeas ri snaim PN, tha astar freagairt nas luaithe aig an photodetector stèidhichte air snaim Schottky, agus faodaidh an astar freagairt eadhon ìre ns a ruighinn.


Ùine puist: Lùnastal-13-2024