Cineálgléas brathadóir grianghrafstruchtúr
Brathadóir grianghrafIs gléas é a thiontaíonn comhartha optúil ina chomhartha leictreach, a struchtúr agus a éagsúlacht, is féidir é a roinnt go príomha sna catagóirí seo a leanas:
(1) Fóta-bhrathadóir fóta-sheoltach
Nuair a nochtar feistí fóta-sheoltacha don solas, méadaíonn an t-iompróir fóta-ghinte a seoltacht agus laghdaítear a bhfriotaíocht. Gluaiseann na hiompróirí ar bís ag teocht an tseomra ar bhealach treo faoi ghníomhaíocht réimse leictrigh, rud a ghineann sruth. Faoi choinníoll an tsolais, sceitear leictreoin agus tarlaíonn trasdul. Ag an am céanna, sruthaíonn siad faoi ghníomhaíocht réimse leictrigh chun fótashruth a dhéanamh. Méadaíonn na hiompróirí fóta-ghinte mar thoradh ar sheoltacht na feiste agus dá bhrí sin laghdaítear an fhriotaíocht. De ghnáth léiríonn fóta-bhrathadóirí fóta-sheoltacha gnóthachan ard agus sofhreagracht iontach i bhfeidhmíocht, ach ní féidir leo freagairt do chomharthaí optúla ard-minicíochta, agus mar sin tá an luas freagartha mall, rud a chuireann srian le feidhmiú feistí fóta-sheoltacha i roinnt gnéithe.
(2)Brathadóir grianghraf PN
PN photodetector déanta ag an teagmháil idir ábhar leathsheoltóra P-cineál agus ábhar leathsheoltóra N-cineál. Sula ndéantar an teagmháil a fhoirmiú, tá an dá ábhar i stát ar leith. Tá leibhéal Fermi i leathsheoltóir P-cineál gar d'imeall an bhanna valence, agus tá leibhéal Fermi i leathsheoltóir N-cineál gar d'imeall an bhanna seolta. Ag an am céanna, déantar leibhéal Fermi an ábhair N-cineál ar imeall an bhanna seolta a aistriú go leanúnach síos go dtí go bhfuil leibhéal Fermi an dá ábhar sa suíomh céanna. Tá lúbadh an bhanna ag gabháil leis an athrú ar sheasamh an bhanda seolta agus an bhanda valence freisin. Tá an t-acomhal PN i gcothromaíocht agus tá leibhéal aonfhoirmeach Fermi aige. Ó thaobh anailíse iompróra muirir, is poill iad an chuid is mó de na hiompróirí muirir in ábhair P-cineál, agus is leictreoin iad an chuid is mó de na hiompróirí muirir in ábhair N-cineál. Nuair a bhíonn an dá ábhar i dteagmháil, mar gheall ar an difríocht i dtiúchan iompróra, beidh na leictreoin in ábhair N-cineál idirleata go P-cineál, agus beidh na leictreoin in ábhair N-cineál idirleata sa treo eile leis na poill. Beidh an limistéar neamhchúitithe a d'fhág idirleathadh leictreon agus poill ina réimse leictreach ionsuite, agus beidh an réimse leictreach tógtha ag treochtáil iompróra, agus tá treo an tsreafa díreach os coinne treo an idirleata, rud a chiallaíonn go bhfuil cuireann foirmiú an réimse leictrigh ionsuite cosc ar idirleathadh na n-iompróirí, agus tá idirleathadh agus sruth laistigh den acomhal PN go dtí go bhfuil an dá chineál tairiscint cothromaithe, ionas go mbeidh an sreabhadh iompróra statach náid. Comhardú dinimiciúil inmheánach.
Nuair a bhíonn an t-acomhal PN nochta do radaíocht éadrom, aistrítear fuinneamh an fhótóin chuig an iompróir, agus gintear an t-iompróir fóta-ghinte, is é sin, an péire leictreon-poll fóta-ghinte. Faoi ghníomhaíocht an réimse leictrigh, sreabhann an leictreon agus an poll go dtí an réigiún N agus an réigiún P faoi seach, agus gineann sruth treorach an iompróra fóta-ghinte fótavoltach. Is é seo an bunphrionsabal de photodetector acomhal PN.
(3)UAP brathadóir grianghraf
Is ábhar P-cineál é bioráin photodiode agus ábhar N-cineál idir an ciseal I, is é an ciseal I den ábhar go ginearálta ábhar intreach nó íseal-dhópála. Tá a mheicníocht oibre cosúil leis an acomhal PN, nuair a bhíonn an t-acomhal PIN nochta do radaíocht éadrom, aistríonn an fótón fuinneamh chuig an leictreon, ag giniúint iompróirí muirear fóta-ghinte, agus scarfaidh an réimse leictreach inmheánach nó an réimse leictreach seachtrach an poll leictreon fóta-ghinte. péirí sa chiseal ídiú, agus foirmeoidh na hiompróirí muirear drifted sruth sa chiorcad seachtrach. Is é an ról a imríonn ciseal I ná leithead an chiseal ídiú a leathnú, agus beidh an ciseal I go hiomlán mar an ciseal ídiú faoi voltas mór claonta, agus déanfar na péirí leictreon-poll a ghintear a scaradh go tapa, mar sin luas freagartha an Is gnách go mbíonn fóta-bhrathadóir acomhal PIN níos tapúla ná an brathadóir acomhal PN. Bailíonn an ciseal ídithe iompróirí lasmuigh den chiseal I freisin trí ghluaisne idirleata, rud a chruthaíonn sruth idirleata. Tá tiús ciseal I an-tanaí i gcoitinne, agus is é an cuspóir atá aige ná luas freagartha an bhrathadóra a fheabhsú.
(4)Brathadóir grianghraf APDavalanche photodiode
Meicníocht naavalanche photodiodecosúil leis an acomhal PN. Úsáideann photodetector APD acomhal PN dópáilte go mór, tá an voltas oibriúcháin atá bunaithe ar bhrath APD mór, agus nuair a chuirtear claonadh droim ar ais mór leis, tarlóidh ianú imbhuailte agus iolrú maolán taobh istigh de APD, agus méadaítear feidhmíocht an bhrathadóra photocurrent. Nuair a bhíonn APD sa mhodh claonta droim ar ais, beidh an réimse leictreach sa chiseal ídiú an-láidir, agus déanfar na hiompróirí fóta-ghinte a ghineann an solas a scaradh go tapa agus sruthóidh siad go tapa faoi ghníomhaíocht an réimse leictrigh. Tá dóchúlacht ann go mbuailfidh leictreoin isteach sa laitís le linn an phróisis seo, rud a fhágann go mbeidh na leictreoin sa laitís ianaithe. Déantar an próiseas seo arís agus arís eile, agus imbhuaileann na hiain ianaithe sa laitís freisin leis an laitíse, rud a fhágann go dtiocfaidh méadú ar líon na n-iompróirí muirir san APD, rud a fhágann go bhfuil sruth mór ann. Is é an meicníocht fhisiceach uathúil seo taobh istigh de APD go mbíonn tréithe luas freagartha tapa, gnóthachan luach reatha mór agus íogaireacht ard ag brathadóirí APD-bhunaithe. I gcomparáid le acomhal PN agus acomhal PIN, tá luas freagartha níos tapúla ag APD, arb é an luas freagartha is tapúla i measc na feadáin photosensitive atá ann faoi láthair.
(5) Fóta-bhrathadóir acomhal Schottky
Is dé-óid Schottky é bunstruchtúr an fhótaileictreach acomhal Schottky, a bhfuil a saintréithe leictreacha cosúil leis na cinn den acomhal PN a thuairiscítear thuas, agus tá seoltacht aontreoch aige le seoladh dearfach agus scoite droim ar ais. Nuair a bhíonn miotail le feidhm oibre ard agus leathsheoltóir le foirm teagmhála íseal-fheidhm oibre, foirmítear bacainn Schottky, agus is acomhal Schottky an t-acomhal mar thoradh air. Tá an príomh-mheicníocht beagán cosúil leis an acomhal PN, ag glacadh leathsheoltóirí N-cineál mar shampla, nuair a bhíonn dhá ábhar i dteagmháil, mar gheall ar thiúchan éagsúla leictreon an dá ábhar, beidh na leictreoin sa leathsheoltóir idirleata go dtí an taobh miotail. Carnann na leictreoin idirleata go leanúnach ag foirceann amháin den mhiotal, rud a scriosann neodracht leictreach bunaidh na miotail, ag cruthú réimse leictreach ionsuite ón leathsheoltóir go dtí an miotail ar an dromchla teagmhála, agus sruthóidh na leictreoin faoi ghníomhaíocht an mhiotail. réimse leictreach inmheánach, agus déanfar gluaiseacht idirleata agus sruth an iompróra ag an am céanna, tar éis tréimhse ama chun cothromaíocht dhinimiciúil a bhaint amach, agus ar deireadh foirm acomhal Schottky. Faoi choinníollacha solais, ionsúnn an réigiún bacainn solas go díreach agus gineann sé péirí leictreon-poll, agus caithfidh na hiompróirí fóta-ghinte 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 bhfótadetector atá bunaithe ar acomhal Schottky, agus is féidir leis an luas freagartha fiú leibhéal ns a bhaint amach.
Am postála: Lúnasa-13-2024