ТипФотопродуктовий пристрійструктура
Фотодетектор- це пристрій, який перетворює оптичний сигнал в електричний сигнал, його структура та різноманітність, можна в основному розділити на такі категорії:
(1) фотопровідний фотодетектор
Коли фотопровідні пристрої піддаються світлу, фотогенерований носій збільшує їх провідність і знижує їх резистентність. Носії, збуджені при кімнатній температурі, рухаються спрямованою під дією електричного поля, тим самим генеруючи струм. За умови світла електрони збуджуються і відбувається перехід. У той же час вони дрейфують під дією електричного поля для формування фотоструму. Отримані в результаті фотогенеровані носії підвищують провідність пристрою і, таким чином, знижують опір. Фотопровідні фотодетектори зазвичай демонструють високу посилення та велику чутливість у продуктивності, але вони не можуть реагувати на високочастотні оптичні сигнали, тому швидкість відповіді повільна, що обмежує застосування фотопровідних пристроїв у деяких аспектах.
(2)PN Photodetector
PN Photodetector утворюється за допомогою контакту між напівпровідниковим матеріалом P та напівпровідниковим матеріалом N-типу. Перед тим, як утворитися контакт, два матеріали знаходяться в окремому стані. Рівень Фермі в напівпровіднику типу P близький до краю валентної смуги, тоді як рівень Фермі в напівпровіднику N-типу близький до краю смуги провідності. У той же час рівень Фермі матеріалу N-типу на краю смуги провідності постійно зміщується вниз, поки рівень Фермі двох матеріалів не знаходиться в тому ж положенні. Зміна положення смуги провідності та валентної смуги також супроводжується вигином групи. Перехід PN знаходиться в рівновазі і має рівномірний рівень Фермі. З аспекту аналізу носіїв заряду, більшість носіїв заряду в матеріалах типу P є дірками, тоді як більшість носіїв заряду в матеріалах N-типу-електрони. Коли два матеріали контактують, через різницю концентрації носія, електрони в матеріалах N-типу будуть дифундувати до типу p, тоді як електрони в матеріалах N-типу дифундують у протилежному напрямку до отворів. Некомпенсована область, залишена дифузією електронів та отворів, утворюватиме вбудоване електричне поле, а вбудоване електричне поле буде тенденцією до дрейфу носія, а напрямок дрейфу є протилежним напрямку дифузії, що означає, що утворення вбудованого електричного поля запобігає дифузії носіїв, і не буде дифузії та дрейфу в межах PN, до того, як не вишукано, а також балениці, що є бальтним, таким чином, як це було бально-проміжкою, а також строгою, яка є бальтатичною, так і бальтійською мовою. дорівнює нулю. Внутрішній динамічний баланс.
Коли перехід PN піддається світлому випромінюванню, енергія фотона переноситься на носій, а фотогенерований носій, тобто фотогенерована пара електронів. Під дією електричного поля електронний та отвір дрейфують до N області та області Р відповідно, а спрямований дрейф фотогенерованого носія генерує фотострум. Це основний принцип фотодетектора PN Junction.
(3)Закінчайте фотоприймач
PIN-фотодіод-це матеріал P-типу та матеріал N-типу між шаром I, I шар матеріалу, як правило, є внутрішнім або низькокласним матеріалом. Його робочий механізм схожий на перехід PN, коли шпильковий перехід піддається впливу світлового випромінювання, фотон передає енергію на електрон, генеруючи фотогенеровані носії заряду, а внутрішнє електричне поле або зовнішнє електричне поле відокремлюють фотогенеровані пари електронів-отвору в шарі виснаження. Роль, яку відіграє шар I, полягає в розширенні ширини шару виснаження, а шар I повністю стане шарами виснаження під великою напругою зміщення, і генеровані пари електронного отвору будуть швидко відокремлені, тому швидкість відгуку фотодетектора Pin Junction, як правило, швидша, ніж у детектора PN Junction. Носії поза шаром I також збираються за допомогою шару виснаження за допомогою дифузійного руху, утворюючи дифузійний струм. Товщина шару I, як правило, дуже тонка, і його мета - покращити швидкість реакції детектора.
(4)Photodetector APDфотодіод лавини
Механізмфотодіод лавинисхожий на PN Junction. Фотодетектор APD використовує сильно допеду PN -з'єднання, робоча напруга, заснована на виявленні APD, велика, і коли буде додано велике зворотне зміщення, всередині APD відбудеться іонізація зіткнення, а продуктивність детектора збільшується фотострум. Коли APD перебуває в режимі зворотного зміщення, електричне поле в шарі виснаження буде дуже сильним, а фотогенеровані носії, що утворюються світлом, будуть швидко розділені та швидко дрейфувати під дією електричного поля. Існує ймовірність того, що електрони наткнуться на решітку під час цього процесу, внаслідок чого електрони в решітці будуть іонізовані. Цей процес повторюється, і іонізовані іони в решітці також стикаються з решіткою, внаслідок чого кількість носіїв заряду в АПД збільшується, що призводить до значного струму. Саме цей унікальний фізичний механізм всередині APD, що на основі APD-детектори, як правило, мають характеристики швидкості реакції, великого посилення значення струму та високої чутливості. Порівняно з PN Junction та PIN -колом, APD має більш швидку швидкість реакції, що є найшвидшою швидкістю реакції серед поточних фоточутливих труб.
(5) фотодетектор Schottky Junction
Основною структурою фотодетектора Шотткійного переходу є діод Шоткі, електричні характеристики якого аналогічні, описаному вище, а також у нитці, і він має однонаправлену провідність з позитивною провідністю та зворотним відсіком. Коли метал з високою робочою функцією та напівпровідником з контактом з низькою робочою функцією, утворюється бар'єр Шоткі, а отриманий перехід - це перехрестя. Основний механізм дещо схожий на перехід PN, приймаючи напівпровідники N-типу як приклад, коли два матеріали утворюють контакт, завдяки різним концентраціям електронів двох матеріалів, електрони в напівпровіднику будуть дифундувати на металеву сторону. Дифузивні електрони постійно накопичуються на одному кінці металу, тим самим знищуючи оригінальний електричний нейтралітет металу, утворюючи вбудоване електричне поле від напівпровідника до контактної поверхні, і електрони будуть дрейфувати під дією внутрішнього електричного поля, і дифузія та дрейфу здійснюватиметься, остаточно, після того перехід. У умовах світла бар'єрна область безпосередньо поглинає світло і генерує пари електронних отворів, тоді як фотогенеровані носії всередині переходу PN повинні пройти через область дифузії, щоб досягти області з'єднання. Порівняно з PN Junction, фотодетектор, заснований на перехресті Schottky, має більш швидку швидкість реакції, а швидкість реакції може навіть досягти рівня NS.
Час посади: 13-2024 серпня