Irúẹ̀rọ olùwádìí fọ́tòeto
Olùwádìí Fọ́tòjẹ́ ẹ̀rọ kan tí ó ń yí àmì ìrísí ojú padà sí àmì iná mànàmáná, ìṣètò àti oríṣiríṣi rẹ̀, a lè pín sí àwọn ẹ̀ka wọ̀nyí:
(1) Olùwádìí fọ́tò atọ́kùn fọ́tò
Nígbà tí a bá fi ìmọ́lẹ̀ hàn sí àwọn ẹ̀rọ photoconductor, ohun èlò photogenerated náà máa ń mú kí agbára ìdarí wọn pọ̀ sí i, ó sì máa ń dín agbára ìdarí wọn kù. Àwọn ohun èlò tí wọ́n ń gbé sókè ní ìwọ̀n otútù yàrá máa ń yí padà ní ọ̀nà ìtọ́sọ́nà lábẹ́ agbára iná mànàmáná, èyí sì máa ń mú kí agbára ìdarí náà tàn kálẹ̀. Lábẹ́ ipò ìmọ́lẹ̀, àwọn elekitironi máa ń yára, ìyípadà sì máa ń wáyé. Ní àkókò kan náà, wọ́n máa ń yọ́ lábẹ́ agbára iná mànàmáná láti ṣẹ̀dá agbára ìdarí kan. Àwọn ohun èlò photogenerated tí ó ń jáde mú kí agbára ìdarí ẹ̀rọ náà pọ̀ sí i, èyí sì máa ń dín agbára ìdarí kù. Àwọn ohun èlò photoconductor sábà máa ń fi àǹfààní gíga àti ìdáhùnpadà ńlá hàn nínú iṣẹ́ wọn, ṣùgbọ́n wọn kò lè dáhùn sí àwọn àmì opitika onígbà púpọ̀, nítorí náà, iyára ìdáhùn náà lọ́ra, èyí tí ó ń dín lílo àwọn ẹ̀rọ photoconductor kù ní àwọn apá kan.
(2)Olùwádìí fọ́tò PN
PN photodetector ni a ṣe nípasẹ̀ ìfọwọ́sowọ́pọ̀ láàrin ohun èlò semiconductor irú P àti ohun èlò semiconductor irú N. Kí a tó ṣẹ̀dá ìfọwọ́sowọ́pọ̀ náà, àwọn ohun èlò méjèèjì wà ní ipò ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀. Ìpele Fermi nínú semiconductor irú P sún mọ́ etí band valence, nígbàtí ìpele Fermi nínú semiconductor irú N sún mọ́ etí band conduction. Ní àkókò kan náà, ìpele Fermi ti ohun èlò N ní etí band conduction máa ń yí padà sí ìsàlẹ̀ títí ìpele Fermi ti àwọn ohun èlò méjèèjì yóò fi wà ní ipò kan náà. Ìyípadà ipò band conduction àti band valence tún wà pẹ̀lú títẹ̀ band náà. Ìsopọ̀ PN wà ní ìwọ̀ntúnwọ̀nsì ó sì ní ìpele Fermi kan náà. Láti apá ti ìṣàyẹ̀wò ohun èlò charge, ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ohun èlò charge nínú àwọn ohun èlò P jẹ́ ihò, nígbàtí ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ohun èlò charge nínú àwọn ohun èlò N jẹ́ elekitironi. Nígbà tí àwọn ohun èlò méjèèjì bá fara kan ara wọn, nítorí ìyàtọ̀ nínú ìṣọ̀kan àwọn ohun èlò, àwọn elekitironi nínú àwọn ohun èlò N-type yóò tàn káàkiri sí irú P, nígbà tí àwọn elekitironi nínú àwọn ohun èlò N-type yóò tàn káàkiri sí ìtakora sí àwọn ihò náà. Agbègbè tí kò ní àsanpadà tí ìtànkálẹ̀ àwọn elekitironi àti ihò fi sílẹ̀ yóò ṣẹ̀dá pápá iná mànàmáná tí a kọ́ sínú rẹ̀, pápá iná mànàmáná tí a kọ́ sínú rẹ̀ yóò sì yípadà sí ìtọ́sọ́nà ìtànkálẹ̀, èyí tí ó túmọ̀ sí wípé ìṣẹ̀dá pápá iná mànàmáná tí a kọ́ sínú rẹ̀ ń dènà ìtànkálẹ̀ àwọn ohun èlò, àti pé ìtànkálẹ̀ àti ìyípadà wà nínú ìsopọ̀ PN títí tí irú ìṣípo méjèèjì yóò fi dọ́gba, kí ìṣàn onírìn tí kò dúró jẹ́ òdo. Ìwọ̀n ìyípadà inú.
Nígbà tí ìsopọ̀ PN bá fara hàn sí ìtànṣán ìmọ́lẹ̀, a máa gbé agbára fọ́tòn náà lọ sí ọ̀dọ̀ olùgbé, a sì máa ń gbé fọ́tòn náà jáde, ìyẹn ni, àpò ihò-ìhò tí a ti ṣe fọ́tòn náà. Lábẹ́ ìṣiṣẹ́ pápá iná mànàmáná náà, lílọ sí agbègbè N àti agbègbè P lẹ́sẹẹsẹ, àti lílọ sí ọ̀nà ìtọ́sọ́nà ti olùgbé fọ́tòn náà ń ṣe fọ́tòn. Èyí ni ìlànà ìpìlẹ̀ ti olùgbé fọ́tòn náà.
(3)Olùwádìí fọ́tò PIN
Pin photodiode jẹ́ ohun èlò P-type àti ohun èlò N-type láàrín ipele I, ipele I ti ohun èlò náà sábà máa ń jẹ́ ohun èlò intrinsic tàbí low-doping. Ọ̀nà iṣẹ́ rẹ̀ jọ ti ipade PN, nígbà tí ìpín PIN bá fara hàn sí ìtànṣán ìmọ́lẹ̀, photon yóò gbé agbára lọ sí elekitiron, yóò mú àwọn ohun èlò gbigba agbara photogenerated jáde, pápá iná mànàmáná inú tàbí pápá iná mànàmáná òde yóò ya àwọn oríṣiríṣi ihò electron tí a ti ṣe fọ́tò nínú ipele ìdínkù, àwọn ohun èlò gbigba agbara tí a ti ṣe fọ́tò yóò sì ṣe current nínú circuit òde. Ipa tí Layer I kó ni láti fẹ̀ sí ibú ipele ìdínkù náà, Layer I yóò sì di ìpele ìdínkù náà pátápátá lábẹ́ voltage bias ńlá kan, àwọn oríṣiríṣi ihò electron tí a ti ṣe yóò sì ya sọ́tọ̀ kíákíá, nítorí náà iyára ìdáhùn ti photodetector ìpele PIN yára ju ti PN ju detector ìpele PN lọ. Àwọn ohun èlò tí ó wà níta ipele I ni a tún ń kó jọ nípasẹ̀ ìpele ìdínkù náà nípasẹ̀ ìṣípo ìṣípo, tí ó ń ṣe current diffusion. Sisanra ipele I sábà máa ń jẹ́ tinrin gan-an, ète rẹ̀ sì ni láti mú iyára ìdáhùn ti detector sunwọ̀n síi.
(4)Olùwádìí fọ́tò APDfọ́tòdáìdì òjò yìnyín
Ìṣètò tifọ́tòdáìdì òjò yìnyínÓ jọ ti PN junction. APD photodetector lo PN junction tó ní doped, folti iṣiṣẹ tó da lórí ìwádìí APD pọ̀, nígbà tí a bá sì fi reverse bias tóbi kún un, collision ionization àti avalanche multiplication yóò wáyé nínú APD, iṣẹ́ detector náà yóò sì pọ̀ sí i. Nígbà tí APD bá wà ní ipò reverse bias, pápá iná mànàmáná tó wà nínú ìpele ìdínkù yóò lágbára gan-an, àwọn photogenerated carriers tí ìmọ́lẹ̀ ń mú jáde yóò sì yà sọ́tọ̀ kíákíá, wọn yóò sì yára yọ̀ lábẹ́ ìṣiṣẹ́ pápá iná mànàmáná. Ó ṣeéṣe kí àwọn electrons máa gbá ara wọn mọ́ lattice nígbà ìlànà yìí, èyí tó máa mú kí àwọn electrons nínú lattice di ionized. A tún ṣe ìlànà yìí, àwọn ion ionized nínú lattice náà sì máa ń gbá ara wọn mọ́ lattice, èyí tó máa ń mú kí iye àwọn charge carriers nínú APD pọ̀ sí i, èyí tó máa ń yọrí sí intense ńlá. Ó jẹ́ ìlànà ara àrà ọ̀tọ̀ yìí nínú APD tí àwọn detector tó da lórí APD sábà máa ń ní àwọn ànímọ́ ti iyára ìdáhùn kíákíá, àfikún iye current tó pọ̀ àti ìfàmọ́ra gíga. Ní ìfiwéra pẹ̀lú PN junction àti PIN junction, APD ní iyára ...
(5) Olùwádìí fọ́tò Schottky junction
Ìṣètò ìpìlẹ̀ ti Schottky junction photodetector jẹ́ diode Schottky, tí àwọn ànímọ́ iná mànàmáná rẹ̀ jọ ti ìsopọ̀ PN tí a ṣàlàyé lókè, ó sì ní ìfàsẹ́yìn onípele-ìtọ́sọ́nà pẹ̀lú ìfàsẹ́yìn rere àti yíyọ-padà. Nígbà tí irin kan tí ó ní iṣẹ́ gíga àti semiconductor kan tí ó ní ìfọwọ́sowọ́pọ̀ iṣẹ́ kékeré, a ṣẹ̀dá ìdènà Schottky, ìsopọ̀ tí ó yọrí sí ni ìsopọ̀ Schottky. Ìṣiṣẹ́ pàtàkì náà jọ ìsopọ̀ PN díẹ̀, tí a mú àwọn semiconductor N-type gẹ́gẹ́ bí àpẹẹrẹ, nígbà tí àwọn ohun èlò méjì bá farakanra, nítorí onírúurú ìfọ́pọ̀ electron ti àwọn ohun èlò méjèèjì, àwọn electron nínú semiconductor yóò tànkálẹ̀ sí ẹ̀gbẹ́ irin. Àwọn electron tí a fọ́nká máa ń kórajọpọ̀ ní ìpẹ̀kun kan ti irin náà, nípa bẹ́ẹ̀ wọ́n ba ìdúróṣinṣin itanna àtilẹ̀bá ti irin náà jẹ́, wọ́n sì ń ṣẹ̀dá pápá iná mànàmáná tí a kọ́ sínú rẹ̀ láti semiconductor sí irin lórí ojú ibi tí a ti farakanra, àwọn electron náà yóò sì máa yọ́ lábẹ́ ìṣiṣẹ́ pápá iná mànàmáná inú, àti ìṣípo tí ń gbé e kiri àti ìṣípo tí ó ń gbé e yóò wáyé ní àkókò kan náà, lẹ́yìn àkókò díẹ̀ láti dé ìwọ̀n ìyípadà, àti ní ìkẹyìn, wọ́n yóò ṣe ìsopọ̀ Schottky. Lábẹ́ àwọn ipò ìmọ́lẹ̀, agbègbè ìdènà náà máa ń gba ìmọ́lẹ̀ ní tààràtà, ó sì máa ń ṣe àwọn ìsopọ̀ ihò elekitironi, nígbà tí àwọn ohun èlò tí a ti ṣe fọ́tò tí ó wà nínú ìsopọ̀ PN nílò láti la agbègbè ìfọ́tò kọjá láti dé agbègbè ìsopọ̀ náà. Ní ìfiwéra pẹ̀lú ìsopọ̀ PN, fọ́tòdetector tí a gbé ka orí ìsopọ̀ Schottky ní iyàrá ìdáhùn tí ó yára, àti iyàrá ìdáhùn náà lè dé ìpele ns pàápàá.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Oṣù Kẹjọ-13-2024