Ụdị nhazi ngwaọrụ nchọpụta foto

Ụdị nkengwaọrụ nchọpụta fotonhazi
Ihe nchọpụta fotobụ ngwaọrụ nke na-agbanwe akara anya ka ọ bụrụ akara eletriki, nhazi ya na ụdị ya, enwere ike kewaa ya n'ime ụdị ndị a:
(1) Ihe nchọpụta fotoconductive
Mgbe e gosiri ngwaọrụ fotoconductor n'ìhè, ihe na-ebu foto na-eme ka ike ha dịkwuo elu ma na-ebelata ike ha. Ihe na-ebu ya na-akpali akpali n'ọnọdụ okpomọkụ ụlọ na-agagharị n'ụzọ ntụziaka n'okpuru ọrụ nke ubi eletrik, si otú a na-emepụta ọkụ eletrik. N'ọnọdụ ìhè, elektrọn na-akpali akpali ma mgbanwe na-eme. N'otu oge ahụ, ha na-agagharị n'okpuru ọrụ nke ubi eletrik iji mepụta ọkụ eletrik. Ihe na-ebu foto na-emepụta na-eme ka ike nke ngwaọrụ ahụ dịkwuo elu ma si otú a na-ebelata ike ya. Ihe na-achọpụta fotoconductor na-egosikarị uru dị ukwuu na nzaghachi dị ukwuu na arụmọrụ, mana ha enweghị ike ịzaghachi akara ngosi anya ugboro ugboro, yabụ ọsọ nzaghachi na-adị nwayọ, nke na-egbochi ojiji nke ngwaọrụ photoconductor n'akụkụ ụfọdụ.

(2)ihe nchọpụta foto PN
A na-emepụta ihe nchọpụta PN site na kọntaktị dị n'etiti ihe P-ụdị semiconductor na ihe N-ụdị semiconductor. Tupu e mepụta kọntaktị ahụ, ihe abụọ ahụ nọ n'ọnọdụ dị iche. Ọkwa Fermi na semiconductor ụdị P dị nso na nsọtụ band valence, ebe ọkwa Fermi na semiconductor ụdị N dị nso na nsọtụ band conduction. N'otu oge ahụ, a na-agbanwe ọkwa Fermi nke ihe N-ụdị na nsọtụ band conduction mgbe niile ruo mgbe ọkwa Fermi nke ihe abụọ ahụ dị n'otu ọnọdụ. Mgbanwe nke ọnọdụ band conduction na band valence na-esokwa mgbagọ nke band ahụ. Njikọ PN dị na nguzozi ma nwee ọkwa Fermi otu. Site n'akụkụ nke nyocha ihe na-ebu chajị, ọtụtụ n'ime ihe na-ebu chajị na ihe P-ụdị bụ oghere, ebe ọtụtụ n'ime ihe na-ebu chajị na ihe N-ụdị bụ elektrọn. Mgbe ihe abụọ ahụ na-akpakọrịta, n'ihi ọdịiche dị na mkpokọta ihe ndị na-ebu ya, elektrọn dị na ihe ndị dị n'ụdị N ga-agbasa gaa na ụdị P, ebe elektrọn dị na ihe ndị dị n'ụdị N ga-agbasa n'akụkụ dị iche na oghere ndị ahụ. Ebe a na-akwụghị ụgwọ nke mgbasa elektrọn na oghere hapụrụ ga-emepụta ubi eletrik arụnyere n'ime ya, ebe ubi eletrik arụnyere n'ime ya ga-agbanwe ntụgharị ihe ndị dị n'ime ya, ntụziaka nke ntụgharị ihe dịkwa iche na ntụziaka nke mgbasa ihe, nke pụtara na nhazi nke ubi eletriki arụnyere n'ime ya na-egbochi mgbasa nke ndị na-ebu ya, enwerekwa mgbasa na ntụgharị n'ime njikọ PN ruo mgbe ụdị mmegharị abụọ ahụ ga-adị mma, nke mere na mmiri na-agagharị na-enweghị mgbanwe. Nguzozi dị n'ime.
Mgbe e tinyere ọkụ n'ebe njikọ PN dị, a na-ebufe ike nke foton ahụ gaa na onye na-ebu ya, a na-emepụtakwa ihe na-ebu foto, ya bụ, ihe abụọ na-agba elektrọn-hole nke e mepụtara. N'okpuru ọrụ nke ubi eletriki ahụ, elektrọn na oghere na-agbaga na mpaghara N na mpaghara P n'otu n'otu, na ntụgharị ntụziaka nke ihe na-ebu foto na-emepụta na-emepụta ọkụ eletrik. Nke a bụ isi ụkpụrụ nke ihe na-achọpụta ihe na-agbapụta PN.

(3)ihe nchọpụta foto PIN
Pin photodiode bụ ihe P-ụdị na ihe N-ụdị n'etiti oyi akwa I, oyi akwa I nke ihe ahụ na-abụkarị ihe dị n'ime ma ọ bụ ihe na-adịghị etinye aka nke ọma. Usoro ọrụ ya yiri njikọ PN, mgbe njikọ PIN ahụ kpugheere radieshọn ìhè, photon na-ebufe ike na elektrọn, na-emepụta ihe ndị na-ebu ibu foto, na ubi eletriki dị n'ime ma ọ bụ ubi eletriki mpụga ga-ekewa abụọ oghere elektrọn emepụtara na oyi akwa mbelata, ndị na-ebu ibu chajị na-agagharị ga-emepụta ọkụ na sekit mpụga. Ọrụ nke oyi akwa I na-arụ bụ ịgbasa obosara nke oyi akwa mbelata, oyi akwa I ga-aghọkwa oyi akwa mbelata kpamkpam n'okpuru nnukwu voltaji bias, a ga-ekewakwa ụzọ abụọ electron-hole emepụtara ngwa ngwa, yabụ ọsọ nzaghachi nke fotodetector njikọ PIN na-adịkarị ngwa ngwa karịa nke ihe nchọpụta njikọ PN. A na-anakọtakwa ndị na-ebu ihe n'èzí oyi akwa I site na oyi akwa mbelata site na mmegharị mgbasa, na-emepụta ọkụ mgbasa. Ọkpụrụkpụ nke oyi akwa I na-adịkarị obere, ebumnuche ya bụ imeziwanye ọsọ nzaghachi nke ihe nchọpụta.

(4)ihe nchọpụta foto APDfotodiode nnukwu mmiri
Usoro nkefotodiode nnukwu mmiriyiri nke njikọ PN. Ihe nchọpụta foto APD na-eji njikọ PN dị oke doped, voltaji ọrụ dabere na nchọpụta APD buru ibu, mgbe etinyere nnukwu mgbanwe ntụgharị, mmụba ionization na mgbawa ga-eme n'ime APD, arụmọrụ nke ihe nchọpụta ahụ na-abawanye na photocurrent. Mgbe APD nọ na ọnọdụ mgbanwe ntụgharị, ubi eletriki dị na oyi akwa mbelata ga-adị ike nke ukwuu, a ga-ekewapụkwa ndị na-ebu foto nke ìhè mepụtara ngwa ngwa ma na-efegharị ngwa ngwa n'okpuru ọrụ nke ubi eletriki. Enwere ohere na elektrọn ga-adaba na lattice n'oge usoro a, na-eme ka elektrọn dị na lattice bụrụ ionized. A na-emegharị usoro a, ion ndị ionized dị na lattice na-adabakwa na lattice, na-eme ka ọnụọgụgụ ndị na-ebu chaja na APD mụbaa, na-ebute nnukwu mgbanwe. Ọ bụ usoro anụ ahụ pụrụ iche a dị n'ime APD ka ihe nchọpụta dabere na APD na-enwekarị njirimara nke ọsọ nzaghachi ngwa ngwa, nnukwu uru ugbu a na nnukwu mmetụta uche. Ma e jiri ya tụnyere njikọ PN na njikọ PIN, APD nwere ọsọ nzaghachi ngwa ngwa, nke bụ ọsọ nzaghachi kachasị ọsọ n'etiti tubes ndị na-eme ka foto dị nro ugbu a.

(5) Ihe nchọpụta foto nke Schottky junction
Nhazi bụ isi nke Schottky njikọ photodetector bụ Schottky diode, nke njirimara eletriki ya yiri nke njikọ PN akọwara n'elu, ọ nwekwara ike ịrụ ọrụ n'otu ụzọ yana njikwa dị mma na mbelata azụ. Mgbe ígwè nwere ọrụ dị elu na semiconductor nwere kọntaktị ọrụ dị ala, a na-emepụta ihe mgbochi Schottky, njikọ ahụ na-esi na ya apụta bụ njikọ Schottky. Usoro bụ isi yiri njikọ PN, na-ewere semiconductor ụdị N dịka ihe atụ, mgbe ihe abụọ na-etolite kọntaktị, n'ihi oke elektrọn dị iche iche nke ihe abụọ ahụ, elektrọn dị na semiconductor ga-agbasa na akụkụ ígwè. Elektrọn ndị a gbasaara na-agbakọta mgbe niile n'otu nsọtụ nke ígwè ahụ, si otú a na-ebibi nnọpụiche eletriki mbụ nke ígwè ahụ, na-emepụta ubi eletrik arụnyere n'ime ya site na semiconductor ruo na metal dị n'elu kọntaktị, elektrọn ndị ahụ ga-efegharị n'okpuru ọrụ nke ubi eletrik dị n'ime, a ga-emekwa mmegharị mgbasa na mmegharị drift nke onye na-ebu ya n'otu oge, mgbe oge ụfọdụ gasịrị iji ruo nguzozi ike, ma mechaa mepụta njikọ Schottky. N'okpuru ọnọdụ ìhè, mpaghara ihe mgbochi ahụ na-amịkọrọ ìhè ozugbo ma na-emepụta ụzọ abụọ nke oghere elektrọn, ebe ndị na-ebu foto mepụtara n'ime njikọ PN kwesịrị ịgafe mpaghara mgbasa iji ruo mpaghara njikọ. Ma e jiri ya tụnyere njikọ PN, ihe nchọpụta foto dabere na njikọ Schottky nwere ọsọ nzaghachi ngwa ngwa, ọsọ nzaghachi nwekwara ike iru ọkwa ns.