Cineál Struchtúr Gléas Photodetector

Cineál defeiste photodetectorstruchtúr
Fóta -mheastóiris gléas é a athraíonn comhartha optúil ina chomhartha leictreach, ‌ Is féidir a struchtúr agus a éagsúlacht, ‌ a roinnt go príomha sna catagóirí seo a leanas: ‌ ‌
(1) Photodetector fótachógach
Nuair a bhíonn feistí fótachófacha nochta do sholas, méadaíonn an t -iompróir fótaiginithe a seoltacht agus laghdaíonn sé a bhfriotaíocht. Bogann na hiompróirí ar bís ag teocht an tseomra ar bhealach treo faoi ghníomh réimse leictreach, rud a chruthaíonn sruth. Faoi choinníoll an tsolais, tá leictreoin ar bís agus tarlaíonn trasdul. Ag an am céanna, téann siad faoi ghníomh réimse leictreach chun fótachóip a dhéanamh. Méadaíonn na hiompróirí fótaiginithe mar thoradh air seoltacht na feiste agus dá bhrí sin laghdaíonn siad an fhriotaíocht. Is iondúil go dtaispeánann fóta-fhóta-fhóta-fhóta-fhóta-fheabhas ard-ghnóthachan agus sofhreagracht mhór i bhfeidhmíocht, ach ní féidir leo freagra a thabhairt ar chomharthaí optúla ardmhinicíochta, mar sin tá an luas freagartha mall, rud a chuireann teorainn le cur i bhfeidhm feistí fótachóipeála i roinnt gnéithe.

(2)Photodetector PN
Tá PN Photodetector déanta ag an teagmháil idir ábhar leathsheoltóra P-Type agus ábhar leathsheoltóra N-Type. Sula ndéantar an teagmháil, tá an dá ábhar i stát ar leith. Tá an leibhéal Fermi i leathsheoltóir P-Type gar do imeall an bhanda Valence, agus tá an leibhéal Fermi i leathsheoltóir N-de chineál gar do imeall an bhanda seolta. Ag an am céanna, aistrítear leibhéal Fermi an ábhair N-Type ar imeall an bhanda seolta go leanúnach síos go dtí go bhfuil leibhéal Fermi an dá ábhar sa suíomh céanna. In éineacht leis an athrú ar shuíomh an bhanda seolta agus an bhanda valence tá lúbadh an bhanda ag lúbadh. Tá an t -acomhal PN i gcothromaíocht agus tá leibhéal aonfhoirmeach Fermi aige. Ó ghné na hanailíse iompróra muirir, is poill iad an chuid is mó de na hiompróirí muirir in ábhair P-chineál, agus is leictreoin iad an chuid is mó de na hiompróirí muirir in ábhair N-chineáil. Nuair a bhíonn an dá ábhar i dteagmháil, mar gheall ar an difríocht i dtiúchan an iompróra, idirleata na leictreoin in ábhair N-chineáil go cineál P, agus beidh na leictreoin in ábhair N-chineáil idirleata sa treo eile go dtí na poill. The uncompensated area left by the diffusion of electrons and holes will form a built-in electric field, and the built-in electric field will trend carrier drift, and the direction of drift is just opposite to the direction of diffusion, which means that the formation of the built-in electric field prevents the diffusion of carriers, and there are both diffusion and drift inside the PN junction until the two kinds of motion are balanced, so that the static carrier flow is nialas. Cothromaíocht dhinimiciúil inmheánach.
Nuair a bhíonn an t-acomhal PN nochta do radaíocht éadrom, aistrítear fuinneamh an fhótóin chuig an iompróir, agus gintear an t-iompróir fótaiginithe, is é sin, an péire leictreon-phoill fótaiginithe. Faoi ghníomh an réimse leictrigh, an sruth leictreon agus an poll go dtí an réigiún N agus an réigiún P faoi seach, agus cruthaíonn sruth treo an iompróra fótaiginithe fótachóip. Is é seo an bunphrionsabal a bhaineann le Photodetector PN Junction.

(3)Fóta -fhóta -mheastóir
Is ábhar p-chineáil agus ábhar N-de chineál é an fóta-fhótadóid PIN idir an ciseal I, is ábhar intreach nó ísealdhópála é ciseal I an ábhair go ginearálta. Tá a mheicníocht oibre cosúil leis an acomhal PN, nuair a bhíonn an acomhal bioráin nochta do radaíocht éadrom, aistríonn an fótón fuinneamh chuig an leictreon, ag giniúint iompróirí muirir fótaiginithe, agus déanfaidh an réimse leictreach inmheánach nó an réimse leictreach seachtrach na péirí leictreon-phoill fótaiginithe a dheighilt sa chiseal ídithe, agus beidh iompróirí muirear imithe i gciorcal sa chiorcal seachtrach. Is é an ról a imríonn ciseal mé ná leithead an chiseal ídithe a leathnú, agus an ciseal a bheidh mé go hiomlán mar an ciseal ídithe faoi voltas claonta mór, agus déanfar na péirí leictreon-poll ginte a dheighilt go tapa, mar sin tá luas freagartha an fhóta-acomhal bioráin níos tapúla níos tapúla ná mar a bhíonn ag an mbrathadóir Junction PN. Bailítear iompróirí lasmuigh den chiseal I leis an gciseal ídithe trí ghluaisne idirleata, ag cruthú sruth idirleata. Is iondúil go mbíonn tiús an chiseal I an -tanaí, agus is é an cuspóir atá leis ná luas freagartha an bhrathadóra a fheabhsú.

(4)Photodetector APDPhotodiode Avalanche
Meicníocht naPhotodiode Avalanchetá sé cosúil le hacomhal PN. Baineann APD Photodetector úsáid as acomhal PN atá dópáilte go mór, tá an voltas oibriúcháin bunaithe ar bhrath APD mór, agus nuair a chuirtear claontacht mhór droim ar ais, tarlóidh ianú imbhuailte agus iolrú avalanche taobh istigh de APD, agus méadaítear feidhmíocht an bhrathadóra. Nuair a bhíonn APD sa mhodh claonta droim ar ais, beidh an réimse leictreach sa chiseal ídithe an -láidir, agus déanfar na hiompróirí fótagrafaithe a ghintear le solas a dheighilt go tapa agus a shruthlaíonn go tapa faoi ghníomh an réimse leictrigh. Tá dóchúlacht ann go rachaidh leictreoin isteach sa laitíse le linn an phróisis seo, rud a fhágann go mbeidh na leictreoin sa laitíse ianaithe. Déantar an próiseas seo a athdhéanamh, agus imbhuaileann na hiain ianaithe sa laitíse leis an laitíse freisin, rud a fhágann go méadóidh líon na n -iompróirí muirir san APD, agus mar thoradh air sin tá sruth mór ann. Is é an mheicníocht fhisiciúil uathúil seo taobh istigh de APD go mbíonn tréithe luas tapa freagartha, gnóthachan luach mór reatha agus íogaireacht ard ag brathadóirí APD-bhunaithe go ginearálta. I gcomparáid le hacomhal PN agus acomhal bioráin, tá luas freagartha níos tapúla ag APD, arb é an luas freagartha is tapúla é i measc na bhfeadáin photosensitive reatha.

(5) Photodetector Junction Schottky
Is dé-óid Schottky é bunstruchtúr an fhóta-acomhal Schottky, a bhfuil a thréithe leictreacha cosúil leis na tréithe PN a bhfuil cur síos orthu thuas, agus tá seoltacht aontreoch aige le seoladh dearfach agus scoitheadh ​​droim ar ais. Nuair a chruthaítear miotal le feidhm ardoibre agus leathsheoltóir le teagmháil le feidhm íseal oibre, cruthaítear bacainn Schottky, agus is acomhal Schottky an t -acomhal a eascraíonn as. Tá an phríomh-mheicníocht cosúil leis an acomhal PN, ag glacadh leathsheoltóirí N-Type mar shampla, nuair a bhíonn dhá ábhar i dteagmháil le dhá ábhar, mar gheall ar chomhchruinnithe éagsúla an dá ábhar, déanfaidh na leictreoin sa leathsheoltóir idirleathadh go dtí an taobh miotail. The diffused electrons accumulate continuously at one end of the metal, thus destroying the original electrical neutrality of the metal, forming a built-in electric field from the semiconductor to the metal on the contact surface, and the electrons will drift under the action of the internal electric field, and the carrier's diffusion and drift motion will be carried out simultaneously, after a period of time to reach dynamic equilibrium, and finally form a Schottky acomhal. Faoi choinníollacha solais, glacann an réigiún bacainn solas go díreach agus gineann sé péirí leictreon-poll, agus ní mór do na hiompróirí fótaiginithe taobh istigh den acomhal PN dul tríd an réigiún idirleata chun an réigiún acomhal a bhaint amach. I gcomparáid le Acomhal PN, tá luas freagartha níos tapúla ag an bhfóta -fhóta -ordaithe atá bunaithe ar acomhal Schottky, agus is féidir leis an luas freagartha leibhéal NS a bhaint amach fiú.