Soart fotodetektorapparaatstruktuer

Soart fanfotodetektor apparaatstruktuer
Fotodetektoris in apparaat dat optysk sinjaal konvertearret yn elektrysk sinjaal, ‌ syn struktuer en ferskaat, ‌ kin benammen wurde ferdield yn de folgjende kategoryen: ‌
(1) Fotokonduktive fotodetektor
As fotokonduktive apparaten wurde bleatsteld oan ljocht, fergruttet de fotogenerearre drager har konduktiviteit en ferminderet har wjerstân. De dragers dy't optein binne by keamertemperatuer bewege op in rjochtingsmanier ûnder de aksje fan in elektrysk fjild, en generearje sa in stroom. Under de betingst fan ljocht wurde elektroanen optein en komt oergong foar. Tagelyk driuwe se ûnder de aksje fan in elektrysk fjild om in fotostream te foarmjen. De resultearjende fotogenerearre dragers fergrutsje de konduktiviteit fan it apparaat en ferminderje sa de wjerstân. Photoconductive photodetectors meastal sjen litte hege winst en grutte responsiveness yn prestaasjes, mar se kinne net reagearje op hege-frekwinsje optyske sinjalen, sadat de antwurd snelheid is stadich, dat beheint de tapassing fan photoconductive apparaten yn guon aspekten.

(2)PN fotodetektor
PN photodetector wurdt foarme troch it kontakt tusken P-type semiconductor materiaal en N-type semiconductor materiaal. Foardat it kontakt wurdt foarme, binne de twa materialen yn in aparte steat. It Fermi-nivo yn P-type semiconductor is tichtby de râne fan 'e valence band, wylst it Fermi nivo yn N-type semiconductor is tichtby de râne fan' e conduction band. Tagelyk wurdt it Fermi-nivo fan it N-type materiaal oan 'e râne fan' e konduksjeband kontinu nei ûnderen ferskood oant it Fermi-nivo fan 'e twa materialen yn deselde posysje is. De feroaring fan de posysje fan conduction band en valence band wurdt ek begelaat troch it bûgen fan de band. It PN-knooppunt is yn lykwicht en hat in unifoarm Fermi-nivo. Fanút it aspekt fan analyse fan ladingsdragers binne de measte ladingdragers yn materialen fan P-type gatten, wylst de measte ladingdragers yn materialen fan N-type elektroanen binne. As de twa materialen yn kontakt binne, troch it ferskil yn dragerkonsintraasje, sille de elektroanen yn N-type materialen diffúsje nei P-type, wylst de elektroanen yn N-type materialen yn 'e tsjinoerstelde rjochting sille diffúsje nei de gatten. It ûnkompensearre gebiet dat troch de diffusion fan elektroanen en gatten oerbleaun is sil in ynboud elektrysk fjild foarmje, en it ynboude elektryske fjild sil dragerdrift trendje, en de driftrjochting is krekt tsjinoer de rjochting fan diffusion, wat betsjut dat de formaasje fan de ynboude elektryske fjild foarkomt de diffusion fan dragers, en der binne sawol diffusion en drift binnen de PN knooppunt oant de twa soarten fan beweging binne balansearre, sadat de statyske drager flow is nul. Ynterne dynamyske lykwicht.
As de PN-knooppunt wurdt bleatsteld oan ljochtstrieling, wurdt de enerzjy fan it foton oerbrocht nei de drager, en de fotogenerearre drager, dat is it fotogenerearre elektron-gat-pear, wurdt generearre. Under de aksje fan it elektryske fjild driuwe it elektron en gat respektivelik nei de N-regio en de P-regio, en de rjochtingsdrift fan 'e fotogenerearre drager genereart fotostream. Dit is it basisprinsipe fan PN-knooppuntfotodetektor.

(3)PIN fotodetektor
Pin photodiode is in P-type materiaal en N-type materiaal tusken de I laach, de I laach fan it materiaal is oer it algemien in yntrinsike of low-doping materiaal. It wurkmeganisme is fergelykber mei it PN-knooppunt, as it PIN-knooppunt wurdt bleatsteld oan ljochtstrieling, draacht it foton enerzjy oer nei it elektron, generearret fotogenereare ladingsdragers, en it ynterne elektryske fjild as it eksterne elektryske fjild sil it fotogenerearre elektroanengat skiede pearen yn de útputting laach, en de drifted lading dragers sille foarmje in stroom yn de eksterne circuit. De rol spile troch laach I is it útwreidzjen fan de breedte fan 'e útputting laach, en de laach I sil folslein wurden de útputting laach ûnder in grutte bias spanning, en de oanmakke elektron-gat pearen sille wurde fluch skieden, sadat de reaksje snelheid fan de PIN-knooppuntfotodetektor is oer it generaal rapper dan dy fan 'e PN-knooppuntdetektor. Dragers bûten de I laach wurde ek sammele troch de útputting laach troch diffusion beweging, it foarmjen fan in diffusion stream. De dikte fan 'e I-laach is oer it generaal tige tin, en har doel is om de antwurdsnelheid fan' e detektor te ferbetterjen.

(4)APD fotodetektorlawine fotodiode
It meganisme fanlawine fotodiodeis gelyk oan dy fan PN-knooppunt. APD photodetector brûkt swier doped PN knooppunt, de bestjoeringssysteem spanning basearre op APD detection is grut, en doe't in grutte reverse bias wurdt tafoege, sil botsing ionization en lawine fermannichfâldigje binnen APD, en de prestaasjes fan de detektor wurdt ferhege photocurrent. As APD yn 'e omkearde bias-modus is, sil it elektryske fjild yn' e útputtingslaach tige sterk wêze, en de fotogenereare dragers dy't troch ljocht wurde generearre wurde fluch skieden en fluch drift ûnder de aksje fan it elektryske fjild. D'r is in kâns dat elektroanen yn dit proses yn it rooster bulte, wêrtroch't de elektroanen yn it rooster ionisearre wurde. Dit proses wurdt werhelle, en de ionisearre ioanen yn it rooster botse ek mei it rooster, wêrtroch't it oantal ladingsdragers yn 'e APD tanimme, wat resulteart yn in grutte stroom. It is dit unike fysike meganisme binnen APD dat APD-basearre detektors oer it generaal de skaaimerken hawwe fan rappe antwurdsnelheid, grutte winst fan aktuele wearde en hege gefoelichheid. Yn ferliking mei PN-knooppunt en PIN-knooppunt hat APD in flugger antwurdsnelheid, dat is de fluchste antwurdsnelheid ûnder de hjoeddeistige fotosensitive buizen.

(5) Schottky-knooppunt fotodetektor
De basisstruktuer fan 'e Schottky-knooppuntfotodetektor is in Schottky-diode, waans elektryske skaaimerken fergelykber binne mei dy fan it hjirboppe beskreaune PN-knooppunt, en it hat unidirectional conductivity mei positive gelieding en reverse cut-off. As in metaal mei in hege wurkfunksje en in semiconductor mei in lege wurkfunksje kontakt foarmje, wurdt in Schottky-barriêre foarme, en de resultearjende knooppunt is in Schottky-knooppunt. De wichtichste meganisme is wat te ferlykjen mei de PN knooppunt, nimme N-type semiconductors as foarbyld, doe't twa materialen foarmje kontakt, fanwege de ferskillende elektroanen konsintraasjes fan de twa materialen, de elektroanen yn 'e semiconductor sil diffuse nei de metalen kant. De diffuse elektroanen sammelje kontinu op ien ein fan it metaal, wêrtroch't de oarspronklike elektryske neutraliteit fan it metaal ferneatiget, en foarmje in ynboude elektrysk fjild fan 'e semiconductor nei it metaal op it kontaktflak, en de elektroanen sille driuwe ûnder de aksje fan' e ynterne elektryske fjild, en de drager syn diffusion en drift beweging sil wurde útfierd tagelyk, nei in perioade fan tiid te berikken dynamysk lykwicht, en úteinlik foarmje in Schottky knooppunt. Under ljochtbetingsten absorbearret de barriêreregio direkt ljocht en genereart elektron-gat-pearen, wylst de fotogenerearre dragers binnen it PN-knooppunt troch it diffusionsgebiet moatte passe om it krúspuntregio te berikken. Yn ferliking mei PN-knooppunt hat de fotodetektor basearre op Schottky-knooppunt in flugger antwurdsnelheid, en de antwurdsnelheid kin sels ns-nivo berikke.