Karazanafitaovana photodetectorFIRAFITRA
Photodetectordia fitaovana mamadika famantarana optika ho famantarana elektrika, ny rafitra sy ny karazany, dia azo zaraina amin'ireto sokajy manaraka ireto:
(1) Photoconductive photodetector
Rehefa mipoitra amin'ny hazavana ny fitaovana photoconductive, dia mampitombo ny conductivity ny carrier photogenerated ary mampihena ny fanoherana azy. Ireo mpitatitra mientanentana amin'ny mari-pana ao amin'ny efitrano dia mihetsika amin'ny fomba ara-dalana eo ambanin'ny asan'ny sahan-jiro, ka miteraka riandrano. Eo ambanin'ny toetry ny hazavana dia mientanentana ny elektrôna ary misy ny fifindrana. Amin'izay fotoana izay ihany koa dia miodina eo ambanin'ny asan'ny saha elektrika izy ireo mba hamoronana photocurrent. Ireo mpitatitra photogenerated dia mampitombo ny conductivity ny fitaovana ary mampihena ny fanoherana. Ny photodetectors photoconductive matetika dia mampiseho tombony ambony sy fandraisana andraikitra lehibe amin'ny fampisehoana, saingy tsy afaka mamaly ireo famantarana optika avo lenta izy ireo, noho izany dia miadana ny hafainganam-pandehan'ny valiny, izay mametra ny fampiharana ny fitaovana photoconductive amin'ny lafiny sasany.
(2)PN photodetector
PN photodetector dia miforona amin'ny fifandraisana eo amin'ny P-karazana semiconductor fitaovana sy N-karazana semiconductor fitaovana. Alohan'ny hiforonan'ny fifandraisana dia misaraka ny fitaovana roa. Ny haavon'ny Fermi amin'ny semiconductor P-type dia manakaiky ny sisin'ny tarika valence, raha ny haavon'ny Fermi amin'ny semiconductor N-karazana dia manakaiky ny sisin'ny tarika conduction. Mandritra izany fotoana izany, ny haavon'ny Fermi amin'ny fitaovana N-karazana eo amin'ny sisin'ny tarika conduction dia midina midina hatrany mandra-pahatongan'ny haavon'ny Fermi amin'ny fitaovana roa mitovy toerana. Ny fiovan'ny toeran'ny tarika conduction sy ny tarika valence dia miaraka amin'ny fiondrika ny tarika. Ny fihaonan'ny PN dia ao anaty equilibrium ary manana ambaratonga Fermi fanamiana. Avy amin'ny lafin'ny famakafakana ny mpitatitra fiampangana, ny ankamaroan'ny mpitatitra fiampangana amin'ny fitaovana P-karazana dia lavaka, raha ny ankamaroan'ny mpitatitra fiampangana amin'ny fitaovana N-karazana dia elektronika. Rehefa mifandray ny fitaovana roa, noho ny tsy fitovian'ny fitanan'ny mpitatitra, ny elektrôna amin'ny fitaovana N-karazana dia hiparitaka amin'ny karazana P, raha ny elektrôna amin'ny fitaovana N-karazana dia hiparitaka amin'ny lalana mifanohitra amin'ny lavaka. Ny faritra tsy misy tambiny sisa tavela amin'ny fiparitahan'ny elektrôna sy ny lavaka dia hamorona saha elektrika naorina, ary ny saha elektrika naorina dia hivezivezy amin'ny mpitatitra, ary ny lalan'ny drift dia mifanohitra amin'ny lalan'ny diffusion, izay midika fa ny fananganana ny saha elektrika naorina dia manakana ny fiparitahan'ny mpitatitra, ary misy ny diffusion sy ny fifindran'ny hetsika ao anatin'ny PNd. Ny fikorianan'ny mpitatitra dia aotra. Balance dinamika anatiny.
Rehefa tratran'ny taratra hazavana ny fihaonan'ny PN, dia afindra any amin'ny mpitatitra ny angovon'ny photon, ary ny mpitatitra photogenerated, izany hoe ny mpivady electron-hole photogenerated. Eo ambanin'ny asan'ny sehatry ny herinaratra, ny elektrôna sy ny lavaka dia midina mankany amin'ny faritra N sy ny faritra P, ary ny fitarihan'ny mpitatitra photogenerated dia miteraka photocurrent. Izany no fitsipika fototry ny PN junction photodetector.
(3)PIN photodetector
Pin photodiode dia fitaovana P-karazana sy N-karazana fitaovana eo anelanelan'ny I sosona, ny I sosona ny fitaovana amin'ny ankapobeny intrinsic na ambany-doping fitaovana. Ny fomba fiasa dia mitovy amin'ny PN junction, rehefa mipoitra amin'ny taratra hazavana ny PIN junction, dia mamindra angovo mankany amin'ny elektrôna ny photon, miteraka mpitatitra fiampangana photogenerated, ary ny saha elektrika anatiny na ny saha elektrika ivelany dia hampisaraka ny mpivady photogenerated electron-hole ao amin'ny sosona depletion, ary ireo mpitatitra entana miodina dia hamorona rivo-piainana ao amin'ny faritra ivelany. Ny anjara andraikitry ny sosona I dia ny hanitarana ny sakan'ny sosona depletion, ary ny sosona I ho tanteraka ny depletion sosona ambanin'ny lehibe mitongilana malefaka, ary ny vokarina electron-lavaka tsiroaroa dia hisaraka haingana, ka ny valin'ny hafainganam-pandehan'ny PIN junction photodetector amin'ny ankapobeny haingana kokoa noho ny PN junction detector. Ny mpitatitra ivelan'ny sosona I koa dia angonin'ny sosona fahapotehana amin'ny alalan'ny diffusion motion, ka mamorona courant diffusion. Ny hatevin'ny sosona I dia amin'ny ankapobeny dia manify, ary ny tanjona dia ny hanatsara ny hafainganam-pandehan'ny mpitsikilo.
(4)APD photodetectoravalanche photodiode
Ny mekanisma nyavalanche photodiodedia mitovy amin'ny PN junction. APD photodetector dia mampiasa doped PN junction be, ny miasa malefaka mifototra amin'ny APD detection dia lehibe, ary rehefa lehibe mivadika mitongilana ampiana, fifandonan'ny ionization sy ny avalanche fampitomboana dia hitranga ao anatin'ny APD, ary ny fampisehoana ny detector dia mitombo photocurrent. Rehefa ao amin'ny fomba fitongilanana mivadika ny APD, dia ho mafy be ny saha elektrika ao amin'ny sosona fahapotehana, ary ireo mpitatitra photogenerated vokatry ny hazavana dia hisaraka haingana ary hidina haingana eo ambanin'ny asan'ny sehatry ny herinaratra. Misy ny mety hisian'ny elektrôna hidona amin'ny makarakara mandritra ity dingana ity, ka mahatonga ny elektrôna ao amin'ny makarakara ho ionized. Miverimberina io dingana io, ary mifandona amin'ny lattice koa ny ionized ao amin'ny lattice, ka mitombo ny isan'ny mpitatitra entana ao amin'ny APD, ka miteraka courant lehibe. Io mekanika ara-batana tsy manam-paharoa ao anatin'ny APD io no mahatonga ny mpitsikilo miorina amin'ny APD amin'ny ankapobeny manana ny toetran'ny hafainganam-pandeha haingana, ny fahazoana sanda lehibe amin'izao fotoana izao ary ny fahatsapana avo lenta. Raha ampitahaina amin'ny PN junction sy PIN junction, ny APD dia manana hafainganam-pandeha haingana kokoa, izay ny hafainganam-pandeha haingana indrindra amin'ireo fantsona photosensitive ankehitriny.
(5) Schottky junction photodetector
Ny rafitra fototra amin'ny photodetector Schottky junction dia diode Schottky, izay manana toetra elektrônika mitovy amin'ny an'ny PN junction voalaza etsy ambony, ary manana conductivity unidirectional miaraka amin'ny conduction tsara sy ny fanapahana mivadika. Rehefa misy metaly manana asa avo lenta sy semiconductor miaraka amin'ny asa ambany miasa dia miforona ny sakana Schottky, ary ny fihaonan'ny Schottky no vokatr'izany. Ny mekanika lehibe dia somary mitovy amin'ny PN junction, maka semiconductor N-karazana ohatra, rehefa misy fitaovana roa mifandray, noho ny fifantohana elektronika samy hafa amin'ny fitaovana roa, dia hiparitaka amin'ny lafiny metaly ny elektronika ao amin'ny semiconductor. Ny elektrôna miparitaka dia miangona tsy tapaka amin'ny faran'ny metaly iray, ka manimba ny tsy miandany amin'ny elektrônika tany am-boalohany ny metaly, mamorona saha elektrika naorina avy amin'ny semiconductor mankany amin'ny metaly eo amin'ny toeran'ny fifandraisana, ary ny elektrôna dia hivezivezy eo ambanin'ny hetsika ao amin'ny sehatry ny herinaratra anatiny, ary ny diffusion sy ny fihetsehan'ny mpitatitra dia hotanterahina miaraka, ary amin'ny farany dia ho tonga ny equilibrium dynamique. Ao anatin'ny toe-javatra maivana, ny faritra sakana dia misintona mivantana ny hazavana ary miteraka tsiroaroa elektrôna-lavaka, raha toa ka mila mandalo amin'ny faritry ny fiparitahana ny mpitatitra voafantina ao anatin'ny PN junction mba hahatongavana any amin'ny faritry ny fihaonan-dalana. Raha ampitahaina amin'ny PN junction, ny photodetector miorina amin'ny Schottky junction dia manana hafainganam-pandeha haingana kokoa, ary mety hahatratra ny haavon'ny ns mihitsy aza ny hafainganam-pandehan'ny valiny.
Fotoana fandefasana: Aug-13-2024