Ahoana no hampihenana ny tabataban'ny photodetectors

Ahoana no hampihenana ny tabataban'ny photodetectors

Ny tabataban'ny photodetectors dia ahitana indrindra ireto: tabataban'ny courant, tabataba mafana, tabataba tifitra, tabataba 1/f ary tabataba wideband, sns. Ity fanasokajiana ity dia somary manjavozavo ihany. Amin'ity indray mitoraka ity, dia hampiditra toetra sy fanasokajiana tabataba amin'ny antsipiriany kokoa izahay mba hanampiana ny rehetra hahatakatra bebe kokoa ny fiantraikan'ny karazana tabataba isan-karazany amin'ny famantarana avoakan'ny photodetectors. Amin'ny alàlan'ny fahatakarana ny loharanon'ny tabataba ihany no ahafahantsika mampihena sy manatsara kokoa ny tabataban'ny photodetectors, ka manatsara ny tahan'ny signal-to-noise an'ny rafitra.

Ny tabataba tifitra dia fiovaovana kisendrasendra vokatry ny toetra miavaka amin'ireo mpitondra fiampangana. Indrindra amin'ny fiantraikan'ny photoelectric, rehefa mamely ireo singa photone mora tohina ny photons mba hamoronana elektrôna, dia kisendrasendra ny famokarana ireo elektrôna ireo ary mifanaraka amin'ny fizarana Poisson. Ny toetran'ny spectral an'ny tabataba tifitra dia fisaka ary tsy miankina amin'ny haben'ny matetika, ary noho izany dia antsoina koa hoe tabataba fotsy. Famaritana matematika: Ny sandan'ny root mean square (RMS) an'ny tabataba tifitra dia azo aseho toy izao:

Anisan-dry zareo:

e: Fiampangana elektronika (eo amin'ny 1.6 × 10-19 coulombs eo ho eo)

Idark: Rivotra maizina

Δf: Bandwidth

Mifanohitra amin'ny haben'ny courant ny tabataban'ny tifitra ary marin-toerana amin'ny frequence rehetra. Ao amin'ny raikipohy, ny Idark dia maneho ny courant maizina amin'ny photodiode. Izany hoe, raha tsy misy hazavana, dia misy tabataban'ny courant maizina tsy ilaina amin'ny photodiode. Satria ny tabataba ao amin'ny faran'ny photodetector, arakaraka ny maha lehibe ny courant maizina no maha lehibe ny tabataban'ny photodetector. Ny courant maizina koa dia misy fiantraikany amin'ny voltazy fiasan'ny photodiode, izany hoe, arakaraka ny maha lehibe ny voltazy fiasan'ny bias no maha lehibe ny courant maizina. Na izany aza, ny voltazy fiasan'ny bias dia misy fiantraikany amin'ny capacitance junction an'ny photodetector, ka misy fiantraikany amin'ny hafainganam-pandeha sy ny bandwidth an'ny photodetector. Ankoatra izany, arakaraka ny maha lehibe ny voltazy bias no maha lehibe ny hafainganam-pandeha sy ny bandwidth. Noho izany, raha ny momba ny tabataban'ny tifitra, ny courant maizina ary ny bandwidth performance an'ny photodiode, dia tokony hatao araka ny fepetra takian'ny tetikasa ny famolavolana mitombina.

2. 1/f Tabataba miredareda

Ny tabataba 1/f, fantatra ihany koa amin'ny hoe tabataba miredareda, dia mitranga indrindra amin'ny faritra ambany matetika ary mifandray amin'ny anton-javatra toy ny lesoka amin'ny fitaovana na ny fahadiovan'ny ety ambonin'ny tany. Avy amin'ny kisarisary mampiavaka ny spektraly, dia hita fa kely kokoa ny hakitroky ny spektraly herinaratra ao amin'ny faritra avo matetika noho ny ao amin'ny faritra ambany matetika, ary isaky ny mitombo in-100 ny tabataba, dia mihena in-10 ny tabataban'ny hakitroky ny spektraly. Ny hakitroky ny spektraly herinaratra amin'ny tabataba 1/f dia mifanandrify amin'ny matetika, izany hoe:

Anisan-dry zareo:

SI(f) : Hakitroky ny spektralin'ny herin'ny tabataba

Izaho: Ankehitriny

f: Matetika

Ny tabataba 1/f dia manan-danja amin'ny fatran'ny matetika ambany ary mihena rehefa mitombo ny fatran'ny matetika. Io toetra io no mahatonga azy ho loharanon'ny fitsabahana lehibe amin'ny fampiharana matetika ambany. Ny tabataba 1/f sy ny tabataba wideband dia avy amin'ny tabataba voltazy an'ny amplifier miasa ao anatin'ny photodetector. Misy loharanon'ny tabataba maro hafa izay misy fiantraikany amin'ny tabataban'ny photodetectors, toy ny tabataba avy amin'ny famatsiana herinaratra an'ny amplifier miasa, ny tabataban'ny courant, ary ny tabataba mafana avy amin'ny tambajotra fanoherana ao amin'ny gain an'ny circuits amplifier miasa.

3. Tabataban'ny voltazy sy ny courant an'ny amplifier miasa: Aseho amin'ny sary manaraka ny hakitroky ny spektralin'ny voltazy sy ny courant:

Ao amin'ny faritra misy amplifier miasa, ny tabataban'ny courant dia mizara ho tabataban'ny courant in-phase sy ny tabataban'ny courant inverting. Ny tabataban'ny courant in-phase i+ dia mikoriana amin'ny alalan'ny resistance anatiny Rs, ka miteraka tabataba voltase mitovy u1= i+*Rs. Ny tabataban'ny courant inverting dia mikoriana amin'ny alalan'ny resistance mitovy gain R mba hiteraka tabataba voltase mitovy u2= I-* R. Koa rehefa lehibe ny RS an'ny famatsiana herinaratra, dia lehibe dia lehibe ihany koa ny tabataba voltase niova avy amin'ny tabataba courant. Noho izany, mba hanatsarana ny tabataba tsara kokoa, ny tabataban'ny famatsiana herinaratra (anisan'izany ny resistance anatiny) dia lalana fototra amin'ny fanatsarana ihany koa. Ny hakitroky ny spectral an'ny tabataba courant dia tsy miova miaraka amin'ny fiovaovan'ny matetika. Noho izany, rehefa avy nohamafisin'ny faritra, dia toy ny courant maizina an'ny photodiode, izy io dia mamorona tanteraka ny tabataba tifitifitra an'ny photodetector.

4. Azo kajy amin'ny alalan'ity raikipohy manaraka ity ny tabataba mafana avy amin'ny tambajotra fanoherana ho an'ny tombony (amplification factor) an'ny faritra amplifier miasa:

Anisan-dry zareo:

k: Boltzmann tsy miovaova (1.38 × 10-23J/K)

T: Mari-pana tanteraka (K)

R: Ny tabataba mafana amin'ny fanoherana (ohms) dia mifandray amin'ny mari-pana sy ny sandan'ny fanoherana, ary fisaka ny spectrum-ny. Hita avy amin'ny raikipohy fa arakaraka ny maha-lehibe ny sandan'ny fanoherana ny gain no maha-lehibe ny tabataba mafana. Arakaraka ny maha-lehibe ny bandwidth no maha-lehibe ny tabataba mafana. Noho izany, mba hahazoana antoka fa mahafeno ny fepetra takiana amin'ny gain sy ny bandwidth ny sandan'ny fanoherana sy ny sandan'ny bandwidth, ary amin'ny farany dia mitaky tahan'ny tabataba ambany na tahan'ny signal-to-noise avo, dia mila dinihina tsara sy tombanana ny fisafidianana resistors gain mifototra amin'ny fepetra takian'ny tetikasa tena izy mba hahazoana ny tahan'ny signal-to-noise tsara indrindra amin'ny rafitra.

FAMINTINANA

Mitana anjara toerana lehibe amin'ny fanatsarana ny fahombiazan'ny "photodetectors" sy fitaovana elektronika ny teknolojia fanatsarana ny tabataba. Ny fahamarinan-toerana avo lenta dia midika hoe tsy dia misy tabataba loatra. Rehefa mitaky fahamarinan-toerana ambony kokoa ny teknolojia, dia miha-miakatra ihany koa ny fepetra takiana amin'ny tabataba, ny tahan'ny signal-to-noise, ary ny herin'ny tabataba mitovy amin'ny "photodetectors".