Тип науред за фотоодекторСтруктура
Фотодекторе уред кој го претвора оптичкиот сигнал во електричен сигнал, неговата структура и разновидност, може главно да се подели во следниве категории:
(1) Фотокондуктивен фотоодектор
Кога фотокондуктивните уреди се изложени на светлина, фотогенерираниот носач ја зголемува нивната спроводливост и ја намалува нивната отпорност. Носачите возбудени на собна температура се движат на насочен начин под дејство на електрично поле, со што се создава струја. Под услов на светлината, електроните се возбудени и се појавува транзиција. Во исто време, тие лебдат под дејство на електрично поле за да формираат фотокурент. Како резултат на фотогенерираните превозници ја зголемуваат спроводливоста на уредот и со тоа ја намалуваат отпорот. Фотокондуктивните фотоодектори обично покажуваат голема добивка и голема реакција во перформансите, но тие не можат да одговорат на оптички сигнали со висока фреквенција, така што брзината на одговор е бавна, што ја ограничува примената на фотокондуктивните уреди во некои аспекти.
(2)PN фотоодектор
PN фотоодектор се формира со контакт помеѓу полупроводнички материјал од типот P и полупроводнички материјал со N-тип. Пред да се формира контакт, двата материја се во посебна состојба. Нивото на Ферми во полупроводник во типот P е близу до работ на валентниот опсег, додека нивото на Ферми во полупроводник во типот N е близу до работ на спроводната лента. Во исто време, нивото на Ферми на N-типот материјал на работ на спроводливата лента постојано се префрла надолу сè додека нивото на Ферми на двата материја не е во иста позиција. Промената на позицијата на спроводната лента и валентниот опсег е придружена и со свиткување на групата. ПН спојот е во рамнотежа и има униформа ниво на Ферми. Од аспект на анализа на превозникот на полнење, повеќето носители на полнење во материјалите од типот P се дупки, додека повеќето од носачите на полнење во материјалите од типот Н-тип се електрони. Кога двата материјали се во контакт, како резултат на разликата во концентрацијата на носачот, електроните во материјалите од типот N ќе се шират до P-типот, додека електроните во материјалите од типот N ќе се шират во спротивна насока до дупките. Незаконираната област оставена од дифузија на електрони и дупки ќе формира вградено електрично поле, а вграденото електрично поле ќе го тренд на носачот на носачот, а насоката на лебдат е спротивна на насоката на дифузија, што значи дека формирањето на вграденото електрично поле спречува дифузија на превозниците, а има и дифузија и лебдат во рамките на PN-спојот, сè додека двата вида на движење е балансирано. Внатрешна динамична рамнотежа.
Кога спојот PN е изложен на светло зрачење, енергијата на фотонот се пренесува на носачот и се создава фотогенерираниот носач, односно фотогенерираниот пар за електронски дупки. Под дејство на електричното поле, електронот и дупката се влеваат во регионот N и регионот P, соодветно, а насочувањето наноси на фотогенерираниот носач генерира фотокурент. Ова е основниот принцип на PN -спојниот фотоодектор.
(3)Pin Photodetector
Pin Photodiode е материјал од типот P и материјал од типот N помеѓу I слојот, I слојот на материјалот е генерално вроден или низок допинг материјал. Неговиот работен механизам е сличен на спојот PN, кога спојот на пинот е изложен на светло зрачење, фотонот ја пренесува енергијата на електронот, генерирајќи ги носачите на фотогенерирани полнежи, а внатрешното електрично поле или надворешното електрично поле ќе ги одделат парови на фотогенерирани електронски дупки во слојот за осиромашување, а носачите на полнење ќе формираат струја во надворешното коло. Улогата што ја игра слој I е да ја прошири ширината на слојот за осиромашување, а слојот што целосно ќе станам слој за осиромашување под голем напон на пристрасност, а генерираните парови на електронски дупки ќе бидат брзо одделени, така што брзината на одговор на фотодекторот на спојот на пинот е генерално побрз од оној на детекторот на спојот PN. Носачите надвор од I слојот се собираат и од слојот на осиромашување преку движење на дифузија, формирајќи струја на дифузија. Дебелината на I слојот е генерално многу тенка, а неговата цел е да ја подобри брзината на одговор на детекторот.
(4)АПД фотоодекторФотодиода на лавина
Механизмот наФотодиода на лавинае слично на оној на PN спојот. АПД фотодекторот користи силно допирана PN спој, оперативниот напон заснован на откривање на АПД е голем, а кога ќе се додаде голема обратна пристрасност, јонизацијата на судир и лавината ќе се појави во АПД, а перформансите на детекторот се зголемуваат фотокорелен. Кога АПД е во режим на обратна пристрасност, електричното поле во слојот за осиромашување ќе биде многу силно, а фотогенерираните носачи генерирани од светлина ќе бидат брзо одделени и брзо ќе се одвиваат под дејството на електричното поле. Постои веројатност електроните да се судрат во решетките во текот на овој процес, предизвикувајќи да се јонизираат електроните во решетките. Овој процес се повторува, а јонизираните јони во решетките исто така се судираат со решетките, предизвикувајќи да се зголеми бројот на носители на полнење во АПД, што резултира во голема струја. Токму овој уникатен физички механизам во АПД е дека детекторите базирани на АПД генерално имаат карактеристики на брза брзина на реакција, голема добивка на тековната вредност и висока чувствителност. Во споредба со спојот PN и спојот на пинот, АПД има побрза брзина на одговор, што е најбрза брзина на одговор кај тековните фотосензитивни цевки.
(5) Фотодектор на спојот на Шотки спој
Основната структура на фотодекторот на спојот на Шотки е диода на Шотки, чии електрични карактеристики се слични на оние на спојот PN опишани погоре, и има еднонасочна спроводливост со позитивно спроведување и обратно пресекување. Кога метал со висока работна функција и полупроводник со контакт со ниска работна функција, се формира бариера на Шотки, а добиениот спој е спој на Шотки. Главниот механизам е нешто сличен на спојот PN, земајќи ги полупроводниците од типот N-тип како пример, кога два материјали формираат контакт, заради различните концентрации на електрони на двата материја, електроните во полупроводникот ќе се шират на металната страна. Дифузните електрони се акумулираат континуирано на едниот крај на металот, со што се уништува оригиналната електрична неутралност на металот, формирајќи вградено електрично поле од полупроводникот до металот на контактната површина, а електроните ќе лебдат под дејството на внатрешното електрично поле, а дифузијата на превозникот и движењето на летувањето ќе се спроведе истовремено, по еден период на време да се достигне динамичен еквилиб. Во светлосни услови, бариералниот регион директно ја апсорбира светлината и генерира парови на електронски дупки, додека фотогенерираните носачи во рамките на спојот PN треба да поминат низ регионот на дифузија за да стигнат до регионот на спојот. Во споредба со спојот PN, фотодекторот заснован на спојот Шотки има побрза брзина на одговор, а брзината на одговор може дури и да достигне ниво на НС.
Време на објавување: август-13-2024 година