Ahoana no hampihenana ny tabataban'ny photodetector

Ahoana no hampihenana ny tabataban'ny photodetector

Ny tabataban'ny photodetectors amin'ny ankapobeny dia ahitana: tabataba ankehitriny, tabataba mafana, tabataba voatifitra, tabataba 1/f ary tabataba midadasika, sns. Ity fanasokajiana ity dia somary henjana ihany. Amin'ity indray mitoraka ity, dia hampiditra toetra sy fanasokajiana amin'ny antsipiriany bebe kokoa izahay mba hanampiana ny tsirairay hahatakatra bebe kokoa ny fiantraikan'ny karazana tabataba isan-karazany amin'ny famantarana mivoaka ny photodetectors. Amin'ny alalan'ny fahatakarana ny loharanon'ny tabataba ihany no ahafahantsika mampihena sy manatsara ny tabataban'ny photodetectors, amin'ny fanatsarana ny tahan'ny signal-to-noise an'ny rafitra.

Ny tabataba voatifitra dia fiovaovan'ny kisendrasendra vokatry ny toetra miavaka amin'ny mpitatitra entana. Indrindra amin'ny effet photoelectric, rehefa mamely ireo singa photosensitive ny photons mba hamokarana elektrôna, dia kisendrasendra ny famokarana ireo elektrôna ireo ary mifanaraka amin'ny fizarana Poisson. Ny toetra mampiavaka ny tabataba voatifitra dia fisaka ary tsy miankina amin'ny haben'ny matetika, ary noho izany dia antsoina koa hoe tabataba fotsy. Famaritana ara-matematika: Ny sandan'ny root mean square (RMS) amin'ny tabataba tifitra dia azo aseho amin'ny hoe:

Anisan-dry zareo:

e: fiampangana elektronika (eo ho eo amin'ny 1,6 × 10-19 coulombs)

Idark: Current maizina

Δf: Bandwidth

Ny tabataban'ny tifitra dia mifandanja amin'ny halehiben'ny ankehitriny ary miorina amin'ny frequences rehetra. Ao amin'ny formula, Idark dia maneho ny maizina ankehitriny amin'ny photodiode. Izany hoe, amin'ny tsy fisian'ny hazavana, ny photodiode manana tabataba maizina ankehitriny. Satria ny tabataba voajanahary eo amin'ny faran'ny photodetector, ny lehibe kokoa ny riandrano maizina, ny lehibe kokoa ny tabataban'ny photodetector. Ny ankehitriny maizina dia misy fiantraikany amin'ny herin'ny fitongilanana miasa amin'ny photodiode, izany hoe, ny lehibe kokoa ny fiatoana miasa, ny lehibe kokoa ny maizina. Na izany aza, misy fiantraikany amin'ny capacitance junction amin'ny photodetector ihany koa ny voltase miasa mitongilana, ka misy fiantraikany amin'ny hafainganam-pandeha sy ny bandwidth ny photodetector. Ankoatr'izay, ny lehibe kokoa ny voltase mitongilana, ny lehibe kokoa ny hafainganam-pandeha sy ny bandwidth. Noho izany, eo amin'ny resaka tabataba tifitra, maizina ankehitriny sy ny bandwidth fampisehoana ny photodiodes, dia tokony ho tanterahina araka ny antonony ny famolavolana araka ny tena fepetra ny tetikasa.

2. 1/f Flicker Noise

Ny tabataba 1/f, fantatra ihany koa amin'ny hoe tabataba flicker, dia mipoitra indrindra amin'ny salan'isa ambany ary misy ifandraisany amin'ny anton-javatra toy ny lesoka ara-pitaovana na ny fahadiovana ambonin'ny tany. Avy amin'ny kisarisary mampiavaka azy, dia hita fa kely kokoa ny hakitroky ny heriny amin'ny salan'isa avo lenta noho ny amin'ny salan'isa ambany, ary isaky ny 100 heny ny fitomboan'ny matetika, dia mihena in-10 ny tabataba hakitroky ny spectral. Ny hakitroky ny herin'ny tabataba 1 / f dia mifanohitra amin'ny matetika, izany hoe:

Anisan-dry zareo:

SI(f): Herin'ny tabataba hakitroky

I: Ankehitriny

f: Fahaterahana

Ny tabataba 1/f dia manan-danja amin'ny salan'isa ambany ary mihamalemy rehefa mitombo ny fatrany. Io toetra io dia mahatonga azy io ho loharanon'ny fitsabahana amin'ny fampiharana matetika. Ny tabataba 1/f sy ny tabataba midadasika dia avy amin'ny tabataba malefaka amin'ny fanamafisam-peo miasa ao anatin'ny photodetector. Betsaka ny loharanon'ny tabataba hafa izay misy fiantraikany amin'ny tabataban'ny photodetectors, toy ny tabataba famatsiana herinaratra amin'ny fanamafisam-peo miasa, ny tabataba ankehitriny ary ny tabataba mafana amin'ny tambajotra fanoherana amin'ny fahazoana zotra fanamafisam-peo.

3. Voltage sy tabataba amin'izao fotoana izao amin'ny fanamafisam-peo miasa: Aseho amin'ity sary manaraka ity ny hamafin'ny spektral sy amin'izao fotoana izao:

Ao amin'ny faritra fanamafisam-peo miasa, ny tabataba amin'izao fotoana izao dia mizara ho tabataba amin'izao fotoana izao sy ny tabataba ankehitriny. Ny tabataba amin'izao fotoana izao i+ dia mikoriana amin'ny loharano fanoherana anatiny Rs, miteraka tabataba mitovy amin'ny u1= i+*Rs. I- Mikoriana amin'ny alalan'ny resistor equivalent R ny famadihana ny tabataba ka miteraka tabataba mitovy amin'ny voltase u2= I-* R. Ka rehefa lehibe ny RS amin'ny famatsiana herinaratra dia lehibe be koa ny tabataban'ny voltase niova avy amin'ny tabataba ankehitriny. Noho izany, mba hanamafisana ny tabataba tsara kokoa, ny tabataba famatsiana herinaratra (anisan'izany ny fanoherana anatiny) dia tari-dàlana lehibe ho an'ny fanatsarana. Ny hakitroky ny tabataba amin'izao fotoana izao dia tsy miova amin'ny fiovaovana matetika. Noho izany, rehefa avy nohamafisin'ny fizaran-tany, toy ny rivo-maizin'ny photodiode, dia mamorona tanteraka ny tabataban'ny photodetector.

4. Ny tabataba mafana amin'ny tamba-jotra fanoherana ho an'ny tombony (fampivoarana) amin'ny circuit amplifier miasa dia azo kajy amin'ny alàlan'ny formula manaraka:

Anisan-dry zareo:

k: tsy miova Boltzmann (1,38 × 10-23J/K)

T: Temperature tanteraka (K)

R: Ny tabataba mafana amin'ny fanoherana (ohms) dia mifandraika amin'ny mari-pana sy ny sandan'ny fanoherana, ary fisaka ny spectrum. Hita amin'ny formula fa ny lehibe kokoa ny sandan'ny fanoherana ny tombony, ny lehibe kokoa ny tabataba mafana. Arakaraka ny lehibe kokoa ny bandwidth, dia ho lehibe kokoa koa ny tabataba mafana. Noho izany, mba hahazoana antoka fa ny sandan'ny fanoherana sy ny sandan'ny bandwidth dia mahafeno ny fepetra takiana sy ny fepetra takian'ny bandwidth, ary amin'ny farany dia mitaky tabataba ambany na taham-peo avo lenta, ny fifantenana ny resistors hahazo tombony dia mila mandinika tsara sy manombana mifototra amin'ny fepetra takian'ny tetikasa mba hahatratrarana ny tahan'ny signal-to-noise tsara indrindra amin'ny rafitra.

FAMINTINANA

Ny teknolojia fanatsarana ny feo dia mitana anjara toerana lehibe amin'ny fanatsarana ny fahombiazan'ny photodetectors sy ny fitaovana elektronika. Ny precision avo dia midika hoe tabataba ambany. Satria mitaky fahitsiana ambony kokoa ny teknolojia, miha-mitombo ihany koa ny fepetra takian'ny tabataba, ny tahan'ny signal-to-noise, ary ny herin'ny tabataba mitovy amin'ny photodetectors.