ТипФОТО -ТОДЕТАТОР Устройствоструктура
Фотоприемникэто устройство, которое преобразует оптический сигнал в электрический сигнал, его структура и разнообразие, можно в основном разделено на следующие категории:
(1) фотопроводящий фотоприемник
Когда фотопроводящие устройства подвергаются воздействию света, фотогенерированный носитель увеличивает их проводимость и снижает их сопротивление. Носители, возбуждающие при комнатной температуре направленным образом под действием электрического поля, создавая тем самым ток. При условии света электроны возбуждаются и происходит переход. В то же время они дрейфуют под действием электрического поля, чтобы сформировать фототока. Полученные фотогенерируемые носители увеличивают проводимость устройства и, таким образом, снижают сопротивление. Фотопроизводственные фотодекторы обычно демонстрируют высокий прирост и большую отзывчивость в производительности, но они не могут реагировать на высокочастотные оптические сигналы, поэтому скорость отклика медленная, что ограничивает применение фотопроводящих устройств в некоторых аспектах.
(2)PN ФОТОДЕЙТОР
PN-фотоприемник образуется контактом между полупроводниковым материалом P-типа и полупроводниковым материалом N. Перед формированием контакта два материала находятся в отдельном состоянии. Уровень Ферми в полупроводнике P-типа близок к краю валентной полосы, в то время как уровень Fermi в полупроводнике N-типа близок к краю полосы проводимости. В то же время уровень Ферми материала N-типа на краю полосы проводимости непрерывно смещается вниз, пока уровень Ферми двух материалов не окажется в одном и том же положении. Изменение позиции полосы проводимости и валентной полосы также сопровождается изгибом группы. ПН -соединение находится в равновесии и имеет равномерный уровень Ферми. Из анализа аспекта заряда, большинство носителей заряда в материалах P-типа представляют собой отверстия, в то время как большинство носителей заряда в материалах N-типа представляют собой электроны. Когда два материала находятся в контакте, из-за разницы в концентрации носителей, электроны в материалах N-типа будут диффундировать до P-типа, в то время как электроны в материалах N-типа будут диффундировать в противоположном направлении к отверстиям. Некомпенсированная область, оставленная диффузией электронов и отверстий, будет образовывать встроенное электрическое поле, а встроенное электрическое поле будет дрейфовать носителя тренда, а направление дрейфа прямо противоположно направлению диффузии, что означает, что образование встроенного электрического поля предотвратит диффузию носителей, и оба диффузии и дрейфу ноль. Внутренний динамический баланс.
Когда соединение PN подвергается воздействию светового излучения, энергия фотона переносится в носитель, и генерируется фотогенерированный носитель, то есть фотогенерированная пара отверстия. Под действием электрического поля электрон и отверстие дрейф в области N и область P соответственно, а направленная дрейф фотогенерированного носителя генерирует фототока. Это основной принцип PN -соединительного фотоприемника.
(3)PIN -фотоприемник
Pin Photodiode-это материал P-типа и материал N-типа между слоем I, слой I материала, как правило, является внутренним или низким допингом. Его рабочий механизм аналогичен перекрестке PN, когда соединение штифта подвергается воздействию светового излучения, фотон передает энергию на электрон, генерируя фотогенерируемые носители заряда, а внутреннее электрическое поле или внешнее электрическое поле будут разделять фотогенурируемые пары электронов-отверстия в слое истощения, а дрейфующие носители заряда будут образовывать ток во внешней цепи. Роль, которую играет слоем I, заключается в расширении ширины слоя истощения, а слой, который я полностью станет истощенным слоем под большим напряжением смещения, и сгенерированные пары электронных отверстий будут быстро разделены, поэтому скорость отклика фотооборота Pin Counctector, как правило, быстрее, чем у детектора PN-соединения. Носители вне уровня I также собираются с помощью слоя истощения посредством диффузионного движения, образуя диффузионный ток. Толщина слоя I, как правило, очень тонкая, и его цель - улучшить скорость отклика детектора.
(4)APD фотоприемникЛавинный фотодиод
МеханизмЛавинный фотодиодпохож на переход PN. APD Photodetector использует сильно легированную PN -соединение, рабочее напряжение, основанное на обнаружении APD, является большим, и при добавлении большого обратного смещения ионизация столкновения и умножение лавины будут происходить внутри APD, а производительность детектора увеличивается фототока. Когда APD находится в режиме обратного смещения, электрическое поле в слое истощения будет очень сильным, а фотогенерированные носители, генерируемые светом, будут быстро разделены и быстро дрейфуют под действием электрического поля. Существует вероятность того, что электроны столкнутся с решеткой во время этого процесса, что приводит к ионизированию электронов в решетке. Этот процесс повторяется, и ионизированные ионы в решетке также сталкиваются с решеткой, что приводит к увеличению количества носителей заряда в APD, что приводит к большому току. Именно этот уникальный физический механизм внутри APD детекторов на основе APD обычно обладают характеристиками скорости быстрой реакции, увеличения значения большого тока и высокой чувствительности. По сравнению с соединением PN и соединением PN, APD имеет более высокую скорость отклика, которая является самой быстрой скоростью отклика среди текущих фоточувствительных труб.
(5) фотоприемник Schottky Junction
Основной структурой фотоприемника Шоттки-Джаджак является диод Шоттки, электрические характеристики которого аналогичны характеристикам перекрестка PN, описанного выше, и он обладает однонаправленной проводимостью с положительной проводимостью и обратной отсечкой. Когда металл с высокой работой функцией и полупроводником с контактом с низким содержанием функции работы образуется, формируется барьер Шоттки, а результирующее соединение - перекресток Шоттки. Основной механизм несколько похож на соединение PN, принимая полупроводники N-типа в качестве примера, когда образуют контакт два материала из-за различных концентраций электронов двух материалов, электроны в полупроводнике будут диффундировать в сторону металла. Диффузированные электроны непрерывно накапливаются на одном конце металла, разрушая тем самым исходную электрическую нейтральность металла, образуя встроенное электрическое поле от полупроводника до металла на поверхности контакта, и электроны будут дрейфовать под действием внутреннего электрического поля, а диффузия носителя и дрейфу будет переносится, наконец-то, наконец-то, наконец-то, наконец-то, наконец-то, и, наконец, достигнуто, и, наконец, достигнуто, и наконец-то накапливается. В условиях освещения область барьера непосредственно поглощает свет и генерирует пары электронных отверстий, в то время как фотогенерируемые носители внутри соединения PN должны проходить через диффузионную область, чтобы достичь области соединения. По сравнению с PN -соединением фотоприемник, основанный на перекрестке Шоттки, имеет более высокую скорость отклика, а скорость отклика может даже достигать уровня NS.
Время сообщения: 13-2024 августа