Aina ya muundo wa kifaa cha Photodetector

Aina yaKifaa cha PhotodetectorMuundo
Photodetectorni kifaa ambacho hubadilisha ishara ya macho kuwa ishara ya umeme, ‌ Muundo wake na anuwai, ‌ inaweza kugawanywa katika aina zifuatazo: ‌
(1) Picha ya upigaji picha
Wakati vifaa vya upigaji picha vimewekwa wazi kwa mwanga, mtoaji wa picha huongeza ubora wao na hupunguza upinzani wao. Wabebaji walisisimua kwa joto la kawaida kwa njia ya mwelekeo chini ya hatua ya uwanja wa umeme, na hivyo kutoa sasa. Chini ya hali ya mwanga, elektroni zinafurahi na mabadiliko hufanyika. Wakati huo huo, huteleza chini ya hatua ya uwanja wa umeme kuunda picha. Vibebaji vilivyosababishwa vya picha huongeza ubora wa kifaa na hivyo kupunguza upinzani. Picha za upigaji picha kawaida huonyesha faida kubwa na mwitikio mkubwa katika utendaji, lakini haziwezi kujibu ishara za macho ya hali ya juu, kwa hivyo kasi ya majibu ni polepole, ambayo inazuia utumiaji wa vifaa vya upigaji picha katika nyanja zingine.

(2)PN Photodetector
Phodetector ya PN imeundwa na mawasiliano kati ya vifaa vya semiconductor ya aina ya P na nyenzo za aina ya N-aina. Kabla ya mawasiliano kuunda, vifaa viwili viko katika hali tofauti. Kiwango cha Fermi katika semiconductor ya aina ya P iko karibu na makali ya bendi ya valence, wakati kiwango cha Fermi katika semiconductor ya N-aina iko karibu na makali ya bendi ya uzalishaji. Wakati huo huo, kiwango cha Fermi cha nyenzo za aina ya N kwenye makali ya bendi ya uzalishaji inabadilishwa chini hadi kiwango cha Fermi cha vifaa viwili viko katika nafasi hiyo hiyo. Mabadiliko ya msimamo wa bendi ya conduction na bendi ya valence pia inaambatana na bend ya bendi. Makutano ya PN iko katika usawa na ina kiwango cha Fermi sawa. Kutoka kwa sehemu ya uchambuzi wa wabebaji wa malipo, wabebaji wengi wa malipo katika vifaa vya aina ya P ni mashimo, wakati wabebaji wengi wa malipo katika vifaa vya aina ya N ni elektroni. Wakati vifaa hivyo viwili vinawasiliana, kwa sababu ya tofauti ya mkusanyiko wa wabebaji, elektroni katika vifaa vya aina ya N zitatengana na aina ya P, wakati elektroni katika vifaa vya aina ya N zitatengana kwa upande mwingine kwa mashimo. 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 zero. Usawa wa ndani wa nguvu.
Wakati makutano ya PN yanafunuliwa na mionzi nyepesi, nishati ya Photon huhamishiwa kwa mtoaji, na mtoaji wa picha, ambayo ni, jozi ya shimo la elektroni, hutolewa. Chini ya hatua ya uwanja wa umeme, elektroni na shimo huteleza kwa mkoa wa N na mkoa wa P mtawaliwa, na mwelekeo wa mwelekeo wa mtoaji wa picha hutengeneza picha. Hii ndio kanuni ya msingi ya PN Junction Photodetector.

(3)Photodetector ya pini
Photodiode ya Pini ni nyenzo ya aina ya P na nyenzo ya aina ya N kati ya safu ya I, safu ya nyenzo kwa ujumla ni nyenzo ya ndani au ya chini. Utaratibu wake wa kufanya kazi ni sawa na makutano ya PN, wakati makutano ya pini yanafunuliwa na mionzi nyepesi, Photon huhamisha nishati kwa elektroni, ikitoa wabebaji wa malipo ya picha, na uwanja wa umeme wa ndani au uwanja wa umeme wa nje utatenganisha jozi za elektroni zilizowekwa kwenye safu ya nje katika safu ya kuzidisha, na wabebaji wa malipo waliochomwa wataunda mzunguko wa nje. Jukumu lililochezwa na Tabaka I ni kupanua upana wa safu ya kupungua, na safu nitakuwa safu ya kupungua chini ya voltage kubwa ya upendeleo, na jozi za elektroni zinazozalishwa zitatengwa haraka, kwa hivyo kasi ya majibu ya Pini ya Pini kwa ujumla ni haraka kuliko ile ya Detector ya PN. Wabebaji nje ya safu ya I pia hukusanywa na safu ya kupungua kupitia mwendo wa utengamano, na kutengeneza utengamano wa sasa. Unene wa safu ya I kwa ujumla ni nyembamba sana, na kusudi lake ni kuboresha kasi ya majibu ya kizuizi.

(4)Photodetector ya APDPhotodiode ya Avalanche
Utaratibu waPhotodiode ya Avalancheni sawa na ile ya makutano ya PN. Photodetector ya APD hutumia makutano ya PN iliyojaa sana, voltage ya kufanya kazi kulingana na ugunduzi wa APD ni kubwa, na wakati upendeleo mkubwa wa nyuma unapoongezwa, ionization ya mgongano na kuzidisha kwa avalanche kutatokea ndani ya APD, na utendaji wa kizuizi ni kuongezeka kwa picha. Wakati APD iko katika hali ya upendeleo wa nyuma, uwanja wa umeme kwenye safu ya kupungua utakuwa na nguvu sana, na wabebaji wa picha wanaotokana na mwanga watatengwa haraka na haraka haraka chini ya hatua ya uwanja wa umeme. Kuna uwezekano kwamba elektroni zitaingia kwenye kimiani wakati wa mchakato huu, na kusababisha elektroni kwenye kimiani kuwa ionized. Utaratibu huu unarudiwa, na ions ionized kwenye kimiani pia hugongana na kimiani, na kusababisha idadi ya wabebaji wa malipo katika APD kuongezeka, na kusababisha sasa kubwa. Ni utaratibu huu wa kipekee wa ndani ndani ya APD ambayo wagunduzi wa msingi wa APD kwa ujumla wana sifa za kasi ya majibu ya haraka, faida kubwa ya sasa na unyeti mkubwa. Ikilinganishwa na makutano ya PN na makutano ya pini, APD ina kasi ya majibu haraka, ambayo ni kasi ya majibu ya haraka sana kati ya zilizopo za sasa za picha.

(5) Schottky Junction Photodetector
Muundo wa kimsingi wa Schottky Junction Photodetector ni diode ya Schottky, ambayo sifa za umeme ni sawa na zile za makutano ya PN iliyoelezwa hapo juu, na ina mwenendo usio na usawa na uzalishaji mzuri na kukatwa kwa nyuma. Wakati chuma kilicho na kazi ya juu na semiconductor na mawasiliano ya fomu ya kazi ya chini, kizuizi cha Schottky huundwa, na makutano yanayosababishwa ni makutano ya Schottky. Utaratibu kuu ni sawa na makutano ya PN, kuchukua semiconductors ya aina ya N kama mfano, wakati vifaa viwili vinawasiliana, kwa sababu ya viwango tofauti vya elektroni vya vifaa hivyo viwili, elektroni kwenye semiconductor zitatengana kwa upande wa chuma. Elektroni zilizosambazwa hujilimbikiza kila wakati upande mmoja wa chuma, na hivyo kuharibu hali ya umeme ya chuma, na kutengeneza uwanja wa umeme uliojengwa kutoka kwa semiconductor hadi chuma kwenye uso wa mawasiliano, na elektroni zitatekelezwa chini ya hatua ya wakati wa umeme, na wakati wa kufikiwa, na wakati wa kufikiwa, baada ya muda, na kutekelezwa kwa muda wa muda, na wakati wa kufikiwa na wakati wa muda, na wakati wa muda wa kubeba, na wakati wa muda wa kubeba. Chini ya hali ya mwanga, mkoa wa kizuizi huchukua moja kwa moja mwanga na hutoa jozi za shimo la elektroni, wakati wabebaji wa picha ndani ya makutano ya PN wanahitaji kupita katika mkoa wa udanganyifu kufikia mkoa wa makutano. Ikilinganishwa na makutano ya PN, Photodetector kulingana na Schottky Junction ina kasi ya majibu haraka, na kasi ya majibu inaweza kufikia kiwango cha NS.