Iru photodetector ẹrọ be

Iru tiphotodetector ẹrọigbekale
Oluṣeto fọtojẹ ẹrọ ti o ṣe iyipada ifihan agbara opitika sinu ifihan itanna, ọna ati oniruuru rẹ, le pin ni pataki si awọn ẹka wọnyi: ‌
(1) Photoconductive photodetector
Nigbati awọn ẹrọ imudani ba farahan si ina, ti ngbe photogenerated mu iṣẹ ṣiṣe wọn pọ si ati dinku resistance wọn. Awọn ọkọ ayọkẹlẹ ti o ni itara ni iwọn otutu yara gbe ni ọna itọnisọna labẹ iṣẹ ti aaye itanna kan, nitorina o nmu lọwọlọwọ. Labẹ ipo ina, awọn elekitironi ni itara ati iyipada waye. Ni akoko kanna, wọn n lọ labẹ iṣẹ ti aaye ina lati ṣẹda fọto lọwọlọwọ. Abajade photogenerated ẹjẹ mu awọn elekitiriki ti awọn ẹrọ ati bayi din awọn resistance. Photoconductive photodetectors maa n ṣe afihan ere giga ati idahun nla ni iṣẹ ṣiṣe, ṣugbọn wọn ko le dahun si awọn ifihan agbara igbohunsafẹfẹ giga-giga, nitorinaa iyara idahun jẹ o lọra, eyiti o ṣe idiwọ ohun elo ti awọn ohun elo photoconductive ni awọn aaye kan.

(2)PN fotodetector
PN photodetector ti wa ni akoso nipasẹ olubasọrọ laarin P-Iru semikondokito ohun elo ati ki o N-Iru semikondokito ohun elo. Ṣaaju ki o to ṣẹda olubasọrọ, awọn ohun elo meji wa ni ipo ọtọtọ. Ipele Fermi ni semikondokito iru P jẹ isunmọ si eti ẹgbẹ valence, lakoko ti ipele Fermi ni iru semikondokito N jẹ isunmọ si eti ẹgbẹ idari. Ni akoko kanna, ipele Fermi ti ohun elo N-Iru ti o wa ni eti ẹgbẹ idari ti wa ni lilọsiwaju nigbagbogbo si isalẹ titi ipele Fermi ti awọn ohun elo meji yoo wa ni ipo kanna. Iyipada ipo ti ẹgbẹ idari ati ẹgbẹ valence tun wa pẹlu atunse ti ẹgbẹ naa. Iparapọ PN wa ni iwọntunwọnsi ati pe o ni ipele Fermi aṣọ kan. Lati abala ti iṣiro ti o ni idiyele, ọpọlọpọ awọn ti n ṣaja ni awọn ohun elo P-type jẹ awọn ihò, lakoko ti ọpọlọpọ awọn ọkọ ayọkẹlẹ ni awọn ohun elo N jẹ awọn elekitironi. Nigbati awọn ohun elo meji ba wa ni olubasọrọ, nitori iyatọ ninu ifọkansi ti ngbe, awọn elekitironi ninu awọn ohun elo N-iru yoo tan kaakiri si iru P, lakoko ti awọn elekitironi ni awọn ohun elo N-iru yoo tan kaakiri ni idakeji si awọn ihò. Agbegbe ti ko ni isanpada ti o fi silẹ nipasẹ itọjade ti awọn elekitironi ati awọn ihò yoo ṣe aaye ina mọnamọna ti a ṣe sinu, ati pe aaye ina ti a ṣe sinu yoo ṣe aṣa ti gbigbe ti ngbe, ati itọsọna ti fiseete jẹ idakeji si itọsọna ti itankale, eyiti o tumọ si pe Ibiyi ti aaye ina ti a ṣe sinu ṣe idilọwọ itankale awọn gbigbe, ati pe awọn kaakiri mejeeji wa ati fiseete inu isunmọ PN titi iru iṣipopada meji naa yoo jẹ iwọntunwọnsi, ki ṣiṣan ti ngbe aimi jẹ odo. Ti abẹnu ìmúdàgba iwontunwonsi.
Nigbati ipade PN ba farahan si itọsi ina, agbara ti photon ti wa ni gbigbe si ti ngbe, ati pe agbẹru ti a ti gbejade, iyẹn ni, bata elekitironi-iho, ti ipilẹṣẹ. Labẹ iṣẹ ti aaye ina, elekitironi ati iho fiseete si agbegbe N ati agbegbe P ni atele, ati fiseete itọsọna ti awọn ti ngbe fọtoyiya n ṣe agbejade fọto. Eyi ni ipilẹ ipilẹ ti PN photodetector junction.

(3)PIN fotodetector
Pin photodiode jẹ ohun elo P-Iru ati ohun elo N-Iru laarin I Layer, I Layer ti ohun elo naa jẹ gbogbo inu tabi ohun elo doping kekere. Ilana iṣẹ rẹ jẹ iru si ipade PN, nigbati ipade PIN ba farahan si itankalẹ ina, photon n gbe agbara si elekitironi, ti o npese awọn ọkọ ayọkẹlẹ ti o ni idiyele, ati aaye ina ti inu tabi aaye ina mọnamọna ti ita yoo ya kuro ni iho-itanna ti a ti ṣe aworan. orisii ninu awọn idinku Layer, ati awọn drifted idiyele ẹjẹ yoo fẹlẹfẹlẹ kan ti lọwọlọwọ ni ita Circuit. Awọn ipa ti a ṣiṣẹ nipa Layer I ni lati faagun awọn iwọn ti awọn idinku Layer, ati awọn Layer Emi yoo patapata di awọn depletion Layer labẹ kan ti o tobi abosi foliteji, ati awọn ti ipilẹṣẹ itanna-iho orisii yoo wa ni kiakia niya, ki awọn esi iyara ti awọn Photodetector junction PIN ni gbogbo yiyara ju ti aṣawari ipade PN. Awọn ti ngbe ni ita I Layer I ni a tun gba nipasẹ Layer idinku nipasẹ gbigbe kaakiri, ti o n ṣe lọwọlọwọ kaakiri. Awọn sisanra ti Layer I jẹ tinrin pupọ, ati idi rẹ ni lati mu iyara esi ti oluwari dara si.

(4)APD photodetectorowusuwusu photodiode
Ilana tiowusuwusu photodiodejẹ iru si ti PN junction. APD photodetector lo darale doped PN ipade, awọn ọna foliteji da lori APD erin jẹ tobi, ati nigbati a nla yiyipada irẹjẹ ti wa ni afikun, ijamba ionization ati avalanche isodipupo yoo waye inu APD, ati awọn iṣẹ ti awọn oluwari ti wa ni pọ photocurrent. Nigbati APD ba wa ni ipo aiṣedeede yiyipada, aaye ina mọnamọna ti o wa ni ipele idinku yoo jẹ agbara pupọ, ati pe awọn ọkọ ayọkẹlẹ ti a ṣẹda nipasẹ ina yoo ya sọtọ ni kiakia ati yarayara labẹ iṣẹ ti aaye ina. Iṣeeṣe kan wa ti awọn elekitironi yoo kọlu sinu lattice lakoko ilana yii, nfa ki awọn elekitironi ti o wa ninu lattice jẹ ionized. Ilana yii tun tun ṣe, ati awọn ions ionized ti o wa ninu lattice tun kọlu pẹlu lattice, ti o nfa nọmba awọn ti nmu idiyele ni APD lati mu sii, ti o mu ki o pọju lọwọlọwọ. O jẹ ẹrọ ti ara alailẹgbẹ ni inu APD pe awọn aṣawari ti o da lori APD ni gbogbogbo ni awọn abuda ti iyara esi iyara, ere iye lọwọlọwọ nla ati ifamọra giga. Ti a ṣe afiwe pẹlu isunmọ PN ati ipade PIN, APD ni iyara idahun yiyara, eyiti o jẹ iyara esi iyara julọ laarin awọn ọpọn ifura lọwọlọwọ.

(5) Photodetector junction Schottky
Ipilẹ ipilẹ ti Schottky junction photodetector jẹ diode Schottky, ti awọn abuda itanna jẹ iru awọn ti ọna asopọ PN ti a ṣalaye loke, ati pe o ni ifarakanra unidirectional pẹlu adaṣe rere ati yiyipada gige-pipa. Nigbati irin kan ti o ni iṣẹ iṣẹ giga ati semikondokito pẹlu olubasọrọ fọọmu iṣẹ iṣẹ kekere, a ti ṣẹda idena Schottky, ati iyọrisi abajade jẹ isunmọ Schottky. Ilana akọkọ jẹ itumo iru si ipade PN, mu N-type semiconductors bi apẹẹrẹ, nigbati awọn ohun elo meji ba ṣe olubasọrọ, nitori awọn ifọkansi elekitironi ti o yatọ ti awọn ohun elo meji, awọn elekitironi ti o wa ni semikondokito yoo tan kaakiri si ẹgbẹ irin. Awọn elekitironi ti o tan kaakiri n ṣajọpọ nigbagbogbo ni opin irin kan, nitorinaa iparun didoju itanna atilẹba ti irin naa, ti o n ṣe aaye ina ti a ṣe sinu lati semikondokito si irin lori oju olubasọrọ, ati awọn elekitironi yoo fò labẹ iṣẹ ti aaye itanna inu, ati gbigbe kaakiri ati gbigbe gbigbe yoo ṣee ṣe ni igbakanna, lẹhin akoko kan lati de iwọntunwọnsi agbara, ati nikẹhin ṣe agbekalẹ isọpọ Schottky kan. Labẹ awọn ipo ina, agbegbe idena taara n gba ina taara ati ṣe agbekalẹ awọn orisii iho elekitironi, lakoko ti awọn ọkọ ayọkẹlẹ ti a ṣẹda inu ọna asopọ PN nilo lati kọja nipasẹ agbegbe kaakiri lati de agbegbe isunmọ. Ti a ṣe afiwe pẹlu ipade PN, olutọpa fọto ti o da lori isunmọ Schottky ni iyara idahun yiyara, ati iyara esi le paapaa de ipele ns.