Ụdị nhazi ngwaọrụ fotodetector

Ụdị nkengwaọrụ fotodetectornhazi
Onye nyocha fotobụ ngwaọrụ na-agbanwe akara ngosi anya ka ọ bụrụ akara ọkụ eletrik, nhazi ya na ụdị dị iche iche, enwere ike kewaa ya n'ụdị ndị a:
(1) Onye na-ahụ maka fotoconductive
Mgbe ngwaọrụ fotoconductive na-ekpughere ìhè, onye na-ebu foto na-ebuwanye ibu ma na-ebelata nkwụsị ha. Ndị na-ebu ya na-enwe obi ụtọ na ọnụ ụlọ okpomọkụ na-agagharị n'ụzọ ntụziaka n'okpuru ọrụ nke ọkụ eletrik, si otú a na-emepụta ihe dị ugbu a. N'okpuru ọnọdụ nke ìhè, electrons na-enwe obi ụtọ na mgbanwe na-eme. N'otu oge ahụ, ha na-akwagharị n'okpuru ọrụ nke ọkụ eletrik na-emepụta fotocurrent. Ndị na-ebu foto ndị a na-emepụta na-emepụta ihe na-abawanye conductivity nke ngwaọrụ ma si otú ahụ belata nguzogide. Ndị na-ahụ maka fotoconductive na-egosipụtakarị uru dị elu na nzaghachi dị ukwuu na arụmọrụ, ma ha enweghị ike ịzaghachi akara ngosi anya dị elu, ya mere ngwa ngwa nzaghachi na-adị nwayọọ, nke na-egbochi ngwa nke ngwaọrụ fotoconductive na akụkụ ụfọdụ.

(2)Onye nyocha foto PN
A na-emepụta PN photodetector site na kọntaktị dị n'etiti P-ụdị semiconductor ihe na N-ụdị semiconductor ihe. Tupu e mepụta kọntaktị ahụ, ihe abụọ ahụ dị na steeti dị iche. Ọkwa Fermi dị na ụdị P-ụdị semiconductor dị nso na nsọtụ band valence, ebe ọkwa Fermi dị na ụdị N-ụdị semiconductor dị nso na nsọtụ band conduction. N'otu oge ahụ, ọkwa Fermi nke ụdị N-ụdị ihe dị na nsọtụ band conduction na-aga n'ihu na-agbada ala ruo mgbe ọkwa Fermi nke ihe abụọ ahụ dị n'otu ọnọdụ. Mgbanwe nke ọnọdụ nke conduction band na valence band na-esonyekwara na-ehulata nke band. Njikọ PN dị na nha nha ma nwee ọkwa Fermi otu. Site n'akụkụ nyocha nke ndị na-ebu ụgwọ, ihe ka ọtụtụ n'ime ndị na-ebu ụgwọ na ụdị P bụ oghere, ebe ọtụtụ n'ime ndị na-ebu ụgwọ na ụdị N bụ electrons. Mgbe ihe abụọ ahụ nọ na kọntaktị, n'ihi ọdịiche dị na ntinye uche nke ụgbọelu, ndị electrons na ụdị N-ụdị ga-agbasa na P-ụdị, ebe electrons na N-ụdị ihe ga-agbasa n'akụkụ nke ọzọ na oghere. The uncompensated ebe hapụrụ site mgbasa nke electrons na oghere ga-etolite a wuru na-arụ ọrụ ọkụ eletrik, na wuru na-na electric ubi ga- trending ụgbọelu ịkpafu, na ntụziaka nke ịkpafu bụ nnọọ iche na ntụziaka nke mgbasa, nke pụtara na nhazi nke ọkụ eletrik arụnyere n'ime ya na-egbochi mgbasa nke ndị na-ebu ya, ma e nwere ma mgbasa ozi na ịkwagharị n'ime oghere PN ruo mgbe ụdị mmegharị abụọ ahụ kwadoro, nke mere na nkwụsị ụgbọ mmiri static bụ efu. Nguzozi ike dị n'ime.
Mgbe oghere PN na-ekpuchi ọkụ ọkụ, a na-ebufe ike nke foton na onye na-ebu ya, na-emepụta ihe na-ese foto, ya bụ, foto electron-hole ụzọ. N'okpuru ọrụ nke ọkụ eletrik, electron na oghere na-agafe na mpaghara N na mpaghara P n'otu n'otu, na ntụgharị ntụziaka nke onye na-ebu foto na-emepụta foto na-emepụta foto. Nke a bụ isi ụkpụrụ nke PN junction photodetector.

(3)PIN fotodeteteter
Pin photodiode bụ ihe P-ụdị ihe na N-ụdị ihe n'etiti I oyi akwa, I oyi akwa nke ihe bụ n'ozuzu ihe intrisic ma ọ bụ ala-doping ihe. Usoro ya na-arụ ọrụ yiri njikọ PN, mgbe ntinye PIN na-ekpughere ọkụ ọkụ, foton na-enyefe ike na electron, na-emepụta ndị na-ebu ọrụ foto, na mpaghara eletriki dị n'ime ma ọ bụ ebe eletrik dị n'èzí ga-ekewapụ oghere electron. abụọ na oyi akwa depletion, na ndị na-ebu ụgwọ na-ebugharị ga-etolite ugbu a na sekit mpụga. Ọrụ nke oyi akwa m na-arụ bụ ịgbasa obosara nke oyi akwa, na oyi akwa m ga-aghọ kpamkpam oyi akwa n'okpuru nnukwu voltaji na-adịghị mma, na ụzọ abụọ electron-oghere na-emepụta ga-ekewa ngwa ngwa, ya mere nzaghachi ọsọ ọsọ nke Ihe nchọpụta njikọ PIN na-adịkarị ngwa ngwa karịa nke ihe nchọpụta njikọ PN. A na-anakọta ndị na-ebu ndị na-ebu n'èzí I oyi akwa site na oyi akwa nkwụsị site na mmegharị mgbasa, na-eme ka mgbasa ozi dị ugbu a. Ọkpụrụkpụ nke oyi akwa I na-adịkarị gịrịgịrị, na ebumnuche ya bụ imeziwanye ọsọ nzaghachi nke onye nchọpụta.

(4)Onye nyocha foto APDnnukwu fotodiode
Usoro nkennukwu fotodiodeyiri nke PN junction. APD photodetector na-eji nnukwu doped PN junction, voltaji na-arụ ọrụ dabere na nchọpụta APD buru ibu, na mgbe agbakwunyere nnukwu nhụsianya nhụsianya, ionization ionization na avalanche multiplication ga-eme n'ime APD, na arụmọrụ nke onye nchọpụta na-abawanye fotocurrent. Mgbe APD nọ na ntụgharị ihu nhụsianya, ọkụ eletrik na oyi akwa nkwụsị ga-adị ike nke ukwuu, na ndị na-ebu foto na-emepụta site na ọkụ ga-ekewa ngwa ngwa ma na-efegharị ngwa ngwa n'okpuru ọrụ nke ọkụ eletrik. Enwere ike na electrons ga-adaba n'ime lattice n'oge usoro a, na-eme ka electrons dị na lattice bụrụ ionized. A na-emeghachi usoro a, na ionized ionized na lattice na-ejikọta ya na lattice, na-eme ka ọnụ ọgụgụ ndị na-ebu ụgwọ na APD na-abawanye, na-ebute nnukwu ugbu a. Ọ bụ usoro anụ ahụ pụrụ iche n'ime APD ka ndị nchọpụta dabere na APD na-enwekarị njirimara nke ọsọ nzaghachi ngwa ngwa, uru bara uru dị ugbu a na nghọta dị elu. E jiri ya tụnyere PN junction na PIN junction, APD nwere ọsọ nzaghachi ngwa ngwa, nke bụ ọsọ nzaghachi ngwa ngwa n'etiti ọkpọkọ foto ndị dị ugbu a.

(5) Ihe nchọpụta foto junction nke Schottky
Ihe owuwu bụ isi nke Schottky junction photodetector bụ Schottky diode, nke njirimara eletrik ya dị ka nke njikọ PN nke akọwara n'elu, ma nwee ihe na-eme ka ọ bụrụ ihe na-eme ka ọ dị mma na ntụgharị ihu. Mgbe ígwè nwere ọrụ dị elu na-arụ ọrụ na semiconductor na-arụ ọrụ na-arụ ọrụ dị ala, a na-emepụta ihe mgbochi Schottky, nkwụsị nke na-esi na ya pụta bụ nkwụsị nke Schottky. Usoro bụ isi dị ka njikọ PN, na-ewere ụdị N-ụdị semiconductor dị ka ihe atụ, mgbe ihe abụọ na-emepụta kọntaktị, n'ihi ọnụọgụ electron dị iche iche nke ihe abụọ ahụ, electrons na semiconductor ga-agbasa n'akụkụ ígwè. Eletrọn ndị a na-agbasasị na-agbakọta na-aga n'ihu n'otu njedebe nke ígwè ahụ, si otú a na-ebibi nnọpụiche eletriki mbụ nke metal ahụ, na-eme ka ọkụ eletrik arụnyere na semiconductor na metal na kọntaktị elu, na electrons ga-efegharị n'okpuru omume nke Igwe eletrik dị n'ime, na mgbasa ozi na ngagharị nke onye na-ebu ya ga-arụ n'otu oge, mgbe oge ụfọdụ gachara iru nha nhata dị ike, n'ikpeazụ wee mepụta njikọ Schottky. N'okpuru ọnọdụ ọkụ, mpaghara mgbochi ahụ na-enweta ìhè ozugbo wee mepụta ụzọ abụọ electron-hole, ebe ndị na-ebu foto na-eme n'ime oghere PN kwesịrị ịgafe mpaghara mgbasa ozi iji ruo mpaghara nkwụsị. E jiri ya tụnyere PN junction, onye na-ahụ maka foto nke dabeere na Schottky junction nwere ọsọ nzaghachi ngwa ngwa, na ọsọ nzaghachi nwere ike iru ns ọkwa.