Fotodetektor cihaz quruluşunun növü

BirinciPhotodeTector cihazıquruluş
FotodetektoruOptik siqnalı elektrik siqnalına çevirən bir cihaz, quruluşu və çeşidinə əsasən aşağıdakı kateqoriyalara bölünə bilər:
(1) Fotokondükti fotodetektoru
Fotokondükulyasiya cihazları işığa məruz qaldıqda, fotoerasiya edilmiş daşıyıcı onların keçiriciliyini artırır və müqavimətlərini azaldır. Otaq temperaturunda həyəcanlanan daşıyıcılar, bir elektrik sahəsinin hərəkəti altında bir istiqamətdə bir istiqamətdə hərəkət edir və beləliklə bir cərəyan yaradır. İşıq şərti ilə, elektronlar həyəcanlanır və keçid baş verir. Eyni zamanda, fotokurrent yaratmaq üçün elektrik sahəsinin hərəkəti altında sürünürlər. Yaranan fotojenerated daşıyıcılar cihazın keçiriciliyini artırır və bununla da müqaviməti azaldırlar. Fotokonktiv photodetektorlar ümumiyyətlə performansda yüksək qazanc və böyük bir cavab verir, lakin yüksək tezlikli optik siqnallara cavab verə bilmirlər, buna görə də bəzi cəhətlərdə fotokonktiv cihazların tətbiqini məhdudlaşdıran cavab sürəti yavaş olur.

(2)PN Photodetector
PN PhotoDetector, P tipli yarımkeçirici material və n tipli yarımkeçirici material arasındakı əlaqə tərəfindən qurulur. Kontakt formalaşmadan əvvəl iki material ayrı bir vəziyyətdədir. P-tipli yarımkeçiricinin fermi səviyyəsi, Valence bantının kənarına yaxındır, N-tipli yarımkeçiricinin fermi səviyyəsi keçid qrupunun kənarına yaxındır. Eyni zamanda, tipli materionun fermi səviyyəsi, iki materialın fermi səviyyəsi eyni vəziyyətdədir. Kondsiya qrupu və valentlik bantının mövqeyinin dəyişməsi də qrupun əyilməsi ilə müşayiət olunur. PN qovşağı tarazlıqdadır və vahid fermi səviyyəsinə malikdir. P-tipli materialların çoxu olan yük daşıyıcılarının əksəriyyəti dəliklərdir, n-tipli materiallarda pulsuz daşıyıcıların əksəriyyəti isə elektronlardır. İki material təmasda olduqda, daşıyıcı konsentrasiyasındakı fərqə görə, n tipli materiallardakı elektronlar p-tipli, n-tipli materialdakı elektronlar dəliklərə əks istiqamətdə yayılacaqdır. Elektron və çuxurların yayılması ilə qalan indikləşdirilməmiş ərazidə quraşdırılmış elektrik sahəsi, quraşdırılmış elektrik sahəsi süründürülən və sürüşmə istiqamətinin diffuziya istiqamətinin qarşısının qarşısındadır, bu da statik daşıyıcı axınının iki növü balanslaşdırılmasına qədər pn qovşağının içərisində həm diffuziya içərisindədir sıfır. Daxili dinamik tarazlıq.
PN qovşağı yüngül radiasiyaya məruz qaldıqda, fotonun enerjisi daşıyıcıya köçürülür və fotogerasiya edilmiş elektron çuxur cütü yaradılır. Elektrik sahəsinin hərəkəti altında, elektron və çuxuru N bölgəsinə və p rayonuna müvafiq olaraq və fotogerasiya edilmiş daşıyıcıın yönlü sürüşməsi fotojurrent yaradır. Bu PN Junction fotodetektorunun əsas prinsipidir.

(3)Pin photodetector
Pin Photodiode, I Layer arasındakı P tipli bir material və n tipli materialdır, mən materialın mən təbəqəsi ümumiyyətlə daxili və ya aşağı dopinq materialıdır. Pin qovşağı yüngül radiasiyaya məruz qaldıqda, pin qovşağına bənzəyir, fotojenizasiya edilmiş yük daşıyıcıları və ya daxili elektrik sahəsi olan bir enerjiyə, xarici elektrik sahəsi yaranan ərazidə və sürüklənmiş şarj daşıyıcıları xarici dövrədə cərəyan təşkil edəcəkdir. Qatanın oynadığı rol, tükənmə qatının genişliyini genişləndirmək və təbəqə böyük bir qərəzli gərginlik altında tamamilə tükənmə təbəqəsidir və yaradılan elektron çuxur cütləri, buna görə pin qovşağının fotodetektorunun cavab sürəti ümumiyyətlə pn qovşaq detektorundan daha sürətli olur. I təbəqədən kənarda daşıyıcılar, diffuziya cərəyanını meydana gətirərək, diffuziya hərəkəti vasitəsilə tükənmə qatının da yığılır. I təbəqənin qalınlığı ümumiyyətlə çox incədir və onun məqsədi detektorun cavab sürətini artırmaqdır.

(4)APD Photodetectoruçqun fotodiod
Mexanizmiuçqun fotodiodPN qovşağına bənzəyir. APD photodetectoru, APD-in APD aşkarlanmasına əsaslanan əməliyyat gərginliyi böyükdür və böyük bir tərslik əlavə edildikdə, toqquşma ionlaşması və uçqun vurma zamanı da detektorun performansı keçiriləcək. APD tərs qərəz rejimində olduqda, tükənmə qatındakı elektrik sahəsi çox güclü olacaq və işıqla yaradılan fotojenerated daşıyıcılar tez bir zamanda elektrik sahəsinin hərəkəti altında sürətlə sürüşdürəcək və tez bir zamanda sürüşəcəkdir. Elektronların bu müddət ərzində lattice-yə büküləcəyi ehtimalı var, lattice-də elektronların ionlaşmalarına səbəb olur. Bu proses təkrarlanır və latticedəki ionlaşmış ionlar da, APD-dəki şarj daşıyıcılarının sayının artmasına səbəb olan, böyük bir cərəyanla nəticələnir. APD əsaslı detektorların ümumiyyətlə sürətli cavab sürəti, böyük cari dəyər qazancı və yüksək həssaslığının xüsusiyyətlərinə sahib olan APD içərisindəki bu unikal fiziki mexanizmdir. PN Junction və Pin qovşağı ilə müqayisədə, APD, mövcud fotoqrafik borular arasında ən sürətli cavab sürəti olan daha sürətli cavab sürətinə malikdir.

(5) Schottky Junction fotodetektoru
Schottky Junction PhotodeTectorun əsas quruluşu, elektrik xüsusiyyətləri yuxarıda göstərilən PN qovşağına bənzəyən Schottky diode və müsbət birləşmə və tərs kəsilmə ilə bir -idlevtli keçiricilikdir. Yüksək iş funksiyası olan bir metal və aşağı iş funksiyası ilə bir yarımkeçirici olan bir metal əlaqə qurarkən, bir Schottky maneəsi meydana gəlir və nəticədə qovşaq bir Schottki qovşağıdır. Əsas mexanizm, iki materialın iki materialın fərqli elektron konsentrasiyasına görə əlaqə qurarkən, N-tipli yarımkeçiriciləri bir nümunə kimi bir qədər bənzəyir, iki materialın fərqli elektron konsentrasiyası səbəbindən, yarımkeçiricisindəki elektronlar metal tərəfə yayılacaqdır. Düzgün elektrolar, metalın bir ucunda davamlı olaraq metalın bir ucunda toplanmışdır, beləliklə, daxili elektrik sahəsindəki yarımkeçiricisinin metalına quraşdırılmış elektrik sahəsi meydana gətirəcək və daşıyıcıların yayılması və sürüşmə hərəkəti eyni vaxtda, bir müddət sonra schottki qovşağı təşkil edəcəkdir. İşıq şəraitində, maneə bölgəsi birbaşa işığını birbaşa udur və elektron çuxur cütləri yaradır, pn qovşağının içərisindəki fonoqensiya edilmiş daşıyıcılar qovşaq bölgəsinə çatmaq üçün diffuziya bölgəsindən keçməlidir. PN Junction ilə müqayisədə, Şotky qovşağına əsaslanan fotodetektorun daha sürətli cavab sürətinə malikdir və cavab sürəti hətta NS səviyyəsinə çata bilər.