MotaPhotodetector gailuaegitura
FotodetectorSeinale optikoa seinale elektriko bihurtzen duen gailua da, bere egitura eta barietatea, batez ere kategoria hauetan banatu daitezke:
(1) fotodetector fotokondentea
Gailu fotokondiboak argian egon direnean, garraiolari fotogeneratuak eroankortasuna handitzen du eta erresistentzia gutxitzen du. Garraiolariak giro-tenperaturan ilusioz mugitzen dira modu noranzkoan eremu elektriko baten ekintzapean, eta, beraz, korronte bat sortuz. Argiaren baldintzetan, elektroiak hunkituta daude eta trantsizioa gertatzen da. Aldi berean, eremu elektriko baten ekintzapean egiten dute fotokurrentura osatzeko. Lortutako garraiolari fotogentratuak gailuaren eroankortasuna handitzen dute eta, beraz, erresistentzia murrizten dute. Fotodetectors fotoconduktiboek normalean errendimenduan irabazi handia eta erantzuteko handia erakusten dute, baina ezin dute maiztasun handiko seinale optikoei erantzun, beraz, erantzun abiadura motela da, eta horrek aparatu fotokonditiboen aplikazioa beste alderdi batzuetan mugatzen du.
(2)PN fotodetetorea
PN fotodetektorea P-motako erdieroaleen materialaren eta N motako erdieroaleen materialaren arteko kontaktua da. Kontaktua eratu aurretik, bi materialak bereizitako egoeran daude. P-motako erdieroalearen fermi maila Valence Bandaren ertzetik gertu dago, eta N-Mota erdieroalearen fermi maila eroalearen ertzetik gertu dago. Aldi berean, eroketa-bandaren ertzean n motako materialaren fermi maila etengabe aldatzen da bi materialen maila berdinean egon arte. Banda tolesturaren bidez, eroale-bandaren eta Valence Band-en posizioaren aldaketa ere banda tolestuta dago. PN bidegurutzea orekan dago eta Fermi maila uniformea du. Kargatzeko garraiolariaren azterketaren alderditik, P z motako materialetan karga-garraiolari gehienak zuloak dira, eta n motako materialen karga-eramaile gehienak elektroiak dira. Bi materialak kontaktuan daudenean, garraiolariaren kontzentrazioaren aldea dela eta, N motako materialen elektroiek putxoarekin nahastu egingo dute, eta n motako materialen elektroiek kontrako norabidean zuloetaraino hedatuko dituzte. Elektroien eta zuloen difusioak ezarritako eremua eraikitako eremu elektrikoa eratuko da, eta deriba-norabidea difusioaren norabidearen aurka egingo da eta, ondorioz, zaleen difusioa eragozten da eta bi mugimendu mota orekatuak izan arte, garraiolari estatikoaren fluxua zero da. Barne oreka dinamikoa.
PN bidegurutzea erradiazio arinaren eraginpean dagoenean, fotoiaren energia garraiolariari transferitzen zaio eta garraiolari fotogeneratua, hau da, elektroi-zulo fotogeneratu bikotea sortzen da. Eremu elektrikoaren, elektroia eta zuloa n eskualdeko eta P eskualdeetara joango da hurrenez hurren, eta garraiolari fotogeneratuaren norabideko norabideak fotokurretroa sortzen du. Hau da PN Junction fotodetector oinarrizko printzipioa.
(3)Pin fotodetektorea
Pin Photodiodo P z motako materiala eta N motako materiala da, i geruzaren artean, materialaren geruza orokorrean berezko edo dopin txikiko materiala da. Bere lan mekanismoa PN bidegurutzearen antzekoa da, fotonek energia transferitzen dutenean, fotogeneratutako karga-garraiolariak eta kanpoko eremu elektrikoak sortutako fotogeneratutako elektroi-bikoteak depletion geruzan bereiziko ditu eta kanpoko karga-garraiolariak korronte bat izango dute kanpoko zirkuituan. Geruza-geruzaren arabera jokatutako papera da, depletion geruzaren zabalera zabaltzea, eta geruza erabat bihurtuko naiz bias tentsio handi baten azpian, eta sortutako elektroi zulo bikoteak azkar bereiziko dira, beraz Pin Junction fotodetector-en erantzunaren abiadura PN Junction detektagailuarena baino azkarragoa da. I. geruzaren kanpoko garraiolariak agortze-geruzaren bidez ere biltzen dira difusio higiduraren bidez, difusio korrontea osatuz. I. geruzaren lodiera orokorrean oso mehea da, eta bere xedea detektagailuaren erantzunaren abiadura hobetzea da.
(4)APD fotodetektoreaAvalanche Photodiode
MekanismoaAvalanche PhotodiodePN bidegurutzearen antzekoa da. APD Photodetector-ek dopatutako PN bidegurutzea erabiltzen du, APD detekzioan oinarritutako operazio-tentsioa handia da eta alderantzizko bias gehitzen denean, talka ionizazioa eta avalanche biderkatzea APD barruan gertatuko da eta detektagailuaren errendimendua fotokurrentura handitzen da. APD alderantzizko bias moduan dagoenean, agortze-geruzaren eremu elektrikoa oso sendoa izango da eta argi bidez sortutako garraiolari fotogeneratuak azkar bereiziko dira eta azkar ibiliko dira eremu elektrikoaren ekintzaren arabera. Prozesu honetan elektroiak sarean sartuko direla probabilitatea dago, elektroiak sarean ionizatuta egotea eragiten duena. Prozesu hau errepikatzen da, eta sareko ionizatutako ionizatuek zintzilikarioarekin talka egiten dute, APDko karga-garraiolari kopurua handitzeko, korronte handia sortuz. APDan oinarritutako detektagailuek, oro har, erantzun bizkorreko abiadura, uneko balio handiaren eta sentsibilitate altua dituztela. PN Junction eta Pin Junction-rekin alderatuta, APDk erantzun bizkorreko abiadura du, hau da, uneko hodien arteko erantzun bizkorrena.
(5) schottky junction fotodetector
Schottky Junction fotodetector-en oinarrizko egitura schottky diodoa da, eta horien ezaugarri elektrikoak goian deskribatutako PN bidegurutzearen antzekoak dira eta eroaletasunik gabeko eroalitatea du eroalea eta alderantzizko ebakidura. Lan funtzio altuko funtzioa duen metal bat eta laneko funtzio baxuko formularioa duen erdieroalea denean, Schottky Barrier bat eratzen da, eta ondorioz sortutako bidegurutzea schottky bidegurutzea da. Mekanismo nagusia PN bidegurutzearen antzekoa da, n motako erdieroaleak adibide gisa hartuz, bi materialek harremana dutenean, bi materialen elektroi-kontzentrazio desberdinak direla eta, erdieroaleetako elektroiak meletikoaren alde egingo dute. Elektroi difusifikoak metalaren mutur batean etengabe pilatzen dira, erdieroalearen jatorrizko neutraltasun elektrikoa suntsitzen dutenak, eta elektroiek barneko eremu elektrikoaren ekintzaren arabera eratuz, eta garraiolariaren difusioa eta noraezean, oreka dinamikora iristeko denbora igaro ondoren. Argi baldintzetan, hesiaren eskualdeak zuzenean argia xurgatzen du eta elektroi-zulo bikoteak sortzen ditu, eta PN Junction-en barnean dauden garraiolari fotogenizatuak Difusio eskualdean zehar pasatu behar dira bidegurutze eskualdean. PN bidegurutzearekin alderatuta, Schottky bidegurutzean oinarritutako fotodetektorea erantzun bizkorragoa da eta erantzun-abiadura NS mailara iritsi daiteke.
Ordua: 2012ko abuztuaren 13a