טיפּ פון פאָטאָדעטעקטאָר מיטל סטרוקטור

טיפּ פוןפאָטאָדעטעקטאָר מיטלסטרוקטור
פאָטאָדעטעקטאָראיז אַ מיטל וואָס קאַנווערץ אָפּטיש סיגנאַל אין עלעקטריקאַל סיגנאַל, זייַן סטרוקטור און פאַרשיידנקייַט, קענען זיין דער הויפּט צעטיילט אין די פאלגענדע קאַטעגאָריעס:
(1) פאָטאָקאָנדוקטיווע פאָטאָדעטעקטאָר
ווען פאָטאָקאָנדוקטיווע דעוויסעס זענען יקספּאָוזד צו ליכט, די פאָטאָדזשענערייטיד טרעגער ינקריסיז זייער קאַנדאַקטיוואַטי און דיקריסאַז זייער קעגנשטעל. די קאַריערז יקסייטאַד אין צימער טעמפּעראַטור מאַך אין אַ דירעקטיאָנאַל שטייגער אונטער דער קאַמף פון אַן עלעקטריש פעלד, אַזוי דזשענערייטינג אַ קראַנט. אונטער די צושטאַנד פון ליכט, עלעקטראָנס זענען יקסייטאַד און יבערגאַנג אַקערז. אין דער זעלביקער צייט, זיי דריפט אונטער דער קאַמף פון אַן עלעקטריש פעלד צו פאָרעם אַ פאָטאָסטרענט. די ריזאַלטינג פאָטאָדזשענערייטיד קאַריערז פאַרגרעסערן די קאַנדאַקטיוואַטי פון די מיטל און אַזוי רעדוצירן די קעגנשטעל. פאָטאָקאָנדוקטיווע פאָטאָדעטעקטאָרס יוזשאַוואַלי ווייַזן הויך געווינס און גרויס ריספּאַנסיוונאַס אין פאָרשטעלונג, אָבער זיי קענען נישט ריספּאַנד צו הויך-אָפטקייַט אָפּטיש סיגנאַלז, אַזוי די ענטפער גיכקייַט איז פּאַמעלעך, וואָס לימאַץ די אַפּלאַקיישאַן פון פאָטאָקאָנדוקטיווע דעוויסעס אין עטלעכע אַספּעקץ.

(2)PN פאָטאָדעטעקטאָר
פּן פאָטאָדעטעקטאָר איז געשאפן דורך די קאָנטאַקט צווישן פּ-טיפּ סעמיקאַנדאַקטער מאַטעריאַל און N-טיפּ סעמיקאַנדאַקטער מאַטעריאַל. איידער די קאָנטאַקט איז געשאפן, די צוויי מאַטעריאַלס זענען אין אַ באַזונדער שטאַט. די פערמי מדרגה אין פּ-טיפּ סעמיקאַנדאַקטער איז נאָענט צו די ברעג פון די וואַלענס באַנד, בשעת די פערמי מדרגה אין N-טיפּ סעמיקאַנדאַקטער איז נאָענט צו די ברעג פון די קאַנדאַקשאַן באַנד. אין דער זעלביקער צייט, די פערמי מדרגה פון די N-טיפּ מאַטעריאַל אין די ברעג פון די קאַנדאַקשאַן באַנד איז קאַנטיניואַסלי שיפטיד אַראָפּ ביז די פערמי מדרגה פון די צוויי מאַטעריאַלס איז אין דער זעלביקער שטעלע. די ענדערונג פון די שטעלע פון ​​קאַנדאַקשאַן באַנד און וואַלענס באַנד איז אויך באגלייט דורך די בענדינג פון די באַנדע. די פּן קנופּ איז אין יקוואַליבריאַם און האט אַ מונדיר פערמי מדרגה. פֿון די אַספּעקט פון אַנאַליסיס פון אָפּצאָל טרעגער, רובֿ פון די אָפּצאָל קאַריערז אין פּ-טיפּ מאַטעריאַלס זענען האָלעס, בשעת רובֿ פון די אָפּצאָל קאַריערז אין N-טיפּ מאַטעריאַלס זענען עלעקטראָנס. ווען די צוויי מאַטעריאַלס זענען אין קאָנטאַקט, רעכט צו דער חילוק אין טרעגער קאַנסאַנטריישאַן, די עלעקטראָנס אין N-טיפּ מאַטעריאַלס דיפיוזז צו P-טיפּ, בשעת די עלעקטראָנס אין N-טיפּ מאַטעריאַלס דיפיוזד אין די פאַרקערט ריכטונג צו די האָלעס. די אַנקאַמפּענסייטיד געגנט לינקס דורך די דיפיוזשאַן פון עלעקטראָנס און האָלעס וועט פאָרעם אַ געבויט-אין עלעקטריק פעלד, און די געבויט-אין עלעקטריק פעלד וועט טרענד טרעגער דריפט, און די ריכטונג פון דריפט איז פּונקט פאַרקערט צו דער ריכטונג פון דיפיוזשאַן, וואָס מיטל אַז פאָרמירונג פון די געבויט-אין עלעקטריק פעלד פּריווענץ די דיפיוזשאַן פון קאַריערז, און עס זענען ביידע דיפיוזשאַן און דריפט ין די PN קנופּ ביז די צוויי מינים פון באַוועגונג זענען באַלאַנסט, אַזוי אַז די סטאַטיק טרעגער לויפן איז נול. ינערלעך דינאַמיש וואָג.
ווען די פּן קנופּ איז יקספּאָוזד צו ליכט ראַדיאַציע, די ענערגיע פון ​​די פאָטאָן איז טראַנספערד צו די טרעגער, און די פאָטאָדזשענערייטיד טרעגער, דאָס הייסט, די פאָטאָדזשענערייטיד עלעקטראָן-לאָך פּאָר, איז דזשענערייטאַד. אונטער דער קאַמף פון די עלעקטריק פעלד, די עלעקטראָן און לאָך דריפט צו די N געגנט און די P געגנט ריספּעקטיוולי, און די דירעקטיאָנאַל דריפט פון די פאָטאָדזשענערייטיד טרעגער דזשענערייץ פאָטאָקוררענט. דאָס איז די גרונט פּרינציפּ פון PN קנופּ פאָטאָדעטעקטאָר.

(3)PIN פאָטאָדעטעקטאָר
שטיפט פאָטאָדיאָדע איז אַ P-טיפּ מאַטעריאַל און N-טיפּ מאַטעריאַל צווישן די איך שיכטע, די איך שיכטע פון ​​די מאַטעריאַל איז בכלל אַן ינטרינסיק אָדער נידעריק-דאָפּינג מאַטעריאַל. זיין אַרבעט מעקאַניזאַם איז ענלעך צו די PN קנופּ, ווען די PIN קנופּ איז יקספּאָוזד צו ליכט ראַדיאַציע, די פאָטאָן טראַנספערס ענערגיע צו די עלעקטראָן, דזשענערייטינג פאָטאָדזשענערייטיד אָפּצאָל קאַריערז, און די ינערלעך עלעקטריק פעלד אָדער די פונדרויסנדיק עלעקטריק פעלד וועט באַזונדער די פאָטאָדזשענערייטיד עלעקטראָן-לאָך פּערז אין די דיפּלישאַן שיכטע, און די דריפטיד אָפּצאָל קאַריערז וועט פאָרעם אַ קראַנט אין די פונדרויסנדיק קרייַז. די ראָלע פון ​​שיכטע איך איז צו יקספּאַנד די ברייט פון די דיפּלישאַן שיכטע, און די שיכטע איך וועט גאָר ווערן די דיפּלישאַן שיכטע אונטער אַ גרויס פאָרורטייל וואָולטידזש, און די דזשענערייטאַד עלעקטראָן-לאָך פּערז וועט זיין געשווינד אפגעשיידט, אַזוי די ענטפער גיכקייַט פון די PIN קנופּ פאָטאָדעטעקטאָר איז בכלל פאַסטער ווי די פון די PN קנופּ דעטעקטאָר. קאַריערז אַרויס די איך שיכטע זענען אויך געזאמלט דורך די דיפּלישאַן שיכטע דורך דיפיוזשאַן באַוועגונג, פאָרמינג אַ דיפיוזשאַן קראַנט. די גרעב פון די איך שיכטע איז בכלל זייער דין, און זייַן ציל איז צו פֿאַרבעסערן די ענטפער גיכקייַט פון די דעטעקטאָר.

(4)APD פאָטאָדעטעקטאָרלאַווינע פאָטאָדיאָדע
די מעקאַניזאַם פוןלאַווינע פאָטאָדיאָדעאיז ענלעך צו די PN קנופּ. APD פאָטאָדעטעקטאָר ניצט אַ שווער דאָפּט פּן קנופּ, די אָפּערייטינג וואָולטידזש באזירט אויף APD דיטעקשאַן איז גרויס, און ווען אַ גרויס פאַרקערט פאָרורטייל איז צוגעגעבן, צונויפשטויס ייאַנאַזיישאַן און לאַווינע קייפל וועט פּאַסירן ין APD, און די פאָרשטעלונג פון די דיטעקטער איז געוואקסן. ווען APD איז אין די פאַרקערט פאָרורטייל מאָדע, די עלעקטריק פעלד אין די דיפּלישאַן שיכטע וועט זיין זייער שטאַרק, און די פאָטאָדזשענערייטיד קאַריערז דזשענערייטאַד דורך ליכט וועט זיין געשווינד אפגעשיידט און געשווינד דריפט אונטער דער קאַמף פון די עלעקטריק פעלד. עס איז אַ מאַשמאָעס אַז עלעקטראָנס וועט אָנקלאַפּן אין די לאַטאַס בעשאַס דעם פּראָצעס, קאָזינג די עלעקטראָנס אין די לאַטאַס צו זיין ייאַנייזד. דער פּראָצעס איז ריפּיטיד, און די ייאַנייזד ייאַנז אין די לאַטאַס אויך קאַלייד מיט די לאַטאַס, קאָזינג די נומער פון אָפּצאָל קאַריערז אין די אַפּד צו פאַרגרעסערן, ריזאַלטינג אין אַ גרויס קראַנט. עס איז דעם יינציק גשמיות מעקאַניזאַם אין APD אַז APD-באזירט דעטעקטאָרס האָבן בכלל די קעראַקטעריסטיקס פון שנעל ענטפער גיכקייַט, גרויס קראַנט ווערט און הויך סענסיטיוויטי. קאַמפּערד מיט PN קנופּ און PIN קנופּ, APD האט אַ פאַסטער ענטפער גיכקייַט, וואָס איז די פאַסטאַסט ענטפער גיכקייַט צווישן די קראַנט פאָטאָסענסיטיווע טובז.

(5) סטשאָטטקי קנופּ פאָטאָדעטעקטאָר
די גרונט סטרוקטור פון די Schottky קנופּ פאָטאָדעטעקטאָר איז אַ Schottky דייאָוד, וועמענס עלעקטריקאַל קעראַקטעריסטיקס זענען ענלעך צו די פון די PN קנופּ דיסקרייבד אויבן, און עס האט ונידירעקטיאָנאַל קאַנדאַקטיוואַטי מיט positive קאַנדאַקשאַן און פאַרקערט דורכשניט-אַוועק. ווען אַ מעטאַל מיט אַ הויך אַרבעט פֿונקציע און אַ האַלב-אָנפירער מיט אַ נידעריק אַרבעט פֿונקציע פאָרעם קאָנטאַקט, אַ שאָטטקי שלאַבאַן איז געשאפן, און די ריזאַלטינג קנופּ איז אַ שאָטטקי קנופּ. דער הויפּט מעקאַניזאַם איז עפּעס ענלעך צו די פּן קנופּ, גענומען N-טיפּ סעמיקאַנדאַקטערז ווי אַ בייַשפּיל, ווען צוויי מאַטעריאַלס פאָרעם קאָנטאַקט, רעכט צו די פאַרשידענע עלעקטראָן קאַנסאַנטריישאַנז פון די צוויי מאַטעריאַלס, די עלעקטראָנס אין די סעמיקאַנדאַקטער וועט דיפיוז צו די מעטאַל זייַט. די דיפיוזד עלעקטראָנס אַקיומיאַלייט קאַנטיניואַסלי אין איין עק פון די מעטאַל, אַזוי דיסטרויינג די אָריגינעל עלעקטריקאַל נייטראַלאַטי פון די מעטאַל, פאָרמינג אַ געבויט-אין עלעקטריק פעלד פון די סעמיקאַנדאַקטער צו די מעטאַל אויף די קאָנטאַקט ייבערפלאַך, און די עלעקטראָנס וועט דריפט אונטער די קאַמף פון די מעטאַל. ינערלעך עלעקטריק פעלד, און די דיפיוזשאַן און דריפט באַוועגונג פון די טרעגער וועט זיין דורכגעקאָכט סיימאַלטייניאַסלי, נאָך אַ צייט צו דערגרייכן דינאַמיש יקוואַליבריאַם, און לעסאָף פאָרעם אַ סטשאָטטקי קנופּ. אונטער ליכט טנאָים, די שלאַבאַן געגנט גלייך אַבזאָרבז ליכט און דזשענערייץ עלעקטראָן-לאָך פּערז, בשעת די פאָטאָדזשענערייטיד קאַריערז ין די PN קנופּ דאַרפֿן צו פאָרן דורך די דיפיוזשאַן געגנט צו דערגרייכן די קנופּ געגנט. קאַמפּערד מיט PN קנופּ, די פאָטאָדעטעקטאָר באזירט אויף Schottky קנופּ האט אַ פאַסטער ענטפער גיכקייַט, און די ענטפער גיכקייַט קענען אפילו דערגרייכן ns מדרגה.