טיפּ פון פאָטאָדעטעקטאָר מיטל סטרוקטור

טיפ פוןפאָטאָדעטעקטאָר מיטלסטרוקטור
פאָטאָדעטעקטאָראיז אַ מיטל וואָס קאָנווערטירט אָפּטישע סיגנאַלן אין עלעקטרישע סיגנאַלן, זײַן סטרוקטור און פֿאַרשיידנקייט קען מען הויפּטזעכלעך צעטיילט אין די פֿאָלגנדיקע קאַטעגאָריעס:
(1) פאָטאָקאַנדאַקטיוו פאָטאָדעטעקטאָר
ווען פאָטאָקאָנדוקטיווע דעוויסעס ווערן אויסגעשטעלט צו ליכט, פאַרגרעסערט דער פאָטאָגענערירטער טרעגער זייער קאַנדאַקטיוויטי און פאַרקלענערט זייער קעגנשטעל. די טרעגערס וואָס ווערן אויפֿגעוועקט ביי צימער טעמפּעראַטור באַוועגן זיך אין אַ ריכטונגס-שטייגער אונטער דער אַקציע פון ​​אַן עלעקטרישן פעלד, אַזוי דזשענערירנדיק אַ קראַנט. אונטער דער באַדינגונג פון ליכט, ווערן עלעקטראָנען אויפֿגעוועקט און עס פּאַסירט אַן איבערגאַנג. אין דער זעלבער צייט, דריפטן זיי אונטער דער אַקציע פון ​​אַן עלעקטרישן פעלד צו פאָרמירן אַ פאָטאָשטראָם. די רעזולטאַטן פאָטאָגענערירטע טרעגערס פאַרגרעסערן די קאַנדאַקטיוויטי פון דעם דעווייס און אַזוי פאַרקלענערן דעם קעגנשטעל. פאָטאָקאָנדוקטיווע פאָטאָדעטעקטאָרן ווייַזן געוויינטלעך אַ הויך געווינס און גרויסע רעספּאָנסיוונאַס אין פאָרשטעלונג, אָבער זיי קענען נישט רעאַגירן צו הויך-פרעקווענץ אָפּטישע סיגנאַלן, אַזוי די רעספּאָנס גיכקייט איז פּאַמעלעך, וואָס באַגרענעצט די אַפּליקאַציע פון ​​פאָטאָקאָנדוקטיווע דעוויסעס אין עטלעכע אַספּעקטן.

(2)פּ.נ. פאָטאָדעטעקטאָר
א PN פאטאדעטעקטאר ווערט געשאפן דורך דעם קאנטאקט צווישן א P-טיפ האלב-קאנדוקטאר מאטעריאל און א N-טיפ האלב-קאנדוקטאר מאטעריאל. פאר דער קאנטאקט ווערט געשאפן, זענען די צוויי מאטעריאלן אין א באזונדערן צושטאנד. דער פערמי לעוועל אין א P-טיפ האלב-קאנדוקטאר איז נאנט צום ברעג פון דער וואלענס בענד, בשעת דער פערמי לעוועל אין א N-טיפ האלב-קאנדוקטאר איז נאנט צום ברעג פון דער קאנדוקציע בענד. אין דער זעלבער צייט, ווערט דער פערמי לעוועל פון דעם N-טיפ מאטעריאל ביים ברעג פון דער קאנדוקציע בענד קאנטינעווערליך אראפגערוקט ביז דער פערמי לעוועל פון די צוויי מאטעריאלן איז אין דער זעלבער פאזיציע. די ענדערונג פון דער פאזיציע פון ​​קאנדוקציע בענד און וואלענס בענד ווערט אויך באגלייט דורך דער בייגונג פון דער בענד. די PN קנופ איז אין גלייכגעוויכט און האט א גלייכגעוויכטיקן פערמי לעוועל. פון דער אספעקט פון לאדונג טרעגער אנאליז, זענען רוב לאדונג טרעגער אין P-טיפ מאטעריאלן לעכער, בשעת רוב לאדונג טרעגער אין N-טיפ מאטעריאלן זענען עלעקטראנען. ווען די צוויי מאטעריאלן זענען אין קאנטאקט, צוליב דעם חילוק אין טרעגער קאנצענטראציע, וועלן די עלעקטראנען אין N-טיפ מאטעריאלן דיפוזירן צו P-טיפ, בשעת די עלעקטראנען אין N-טיפ מאטעריאלן וועלן דיפוזירן אין דער פארקערטער ריכטונג צו די לעכער. די נישט-קאמפענסירטע שטח וואס בלייבט איבער דורך די דיפוזיע פון ​​עלעקטראנען און לעכער וועט שאפן אן איינגעבויטן עלעקטריש פעלד, און דאס איינגעבויטע עלעקטרישע פעלד וועט גיין אין ריכטונג פון טרעגער דריפט, און די ריכטונג פון דריפט איז פונקט פארקערט צו דער ריכטונג פון דיפוזיע, וואס מיינט אז די פארמירונג פון דעם איינגעבויטן עלעקטרישן פעלד פארמיידט די דיפוזיע פון ​​טרעגער, און עס זענען דא ביידע דיפוזיע און דריפט אינעווייניג פון די PN דזשאנקשאן ביז די צוויי סארטן באוועגונג זענען באלאנסירט, אזוי אז דער סטאטישער טרעגער שטראם איז נול. אינערליכע דינאמישע באלאנס.
ווען די PN דזשאַנקשאַן ווערט אויסגעשטעלט צו ליכט שטראַלונג, ווערט די ענערגיע פון ​​דעם פאָטאָן איבערגעפירט צום טרעגער, און דער פאָטאָגענערירטער טרעגער, דאָס הייסט, די פאָטאָגענערירטע עלעקטראָן-לאָך פּאָר, ווערט גענערירט. אונטער דער אַקציע פון ​​דעם עלעקטרישן פעלד, דריפטן זיך דער עלעקטראָן און לאָך צו דער N געגנט און דער P געגנט בהתאמה, און די ריכטונגס-דריפט פון דעם פאָטאָגענערירטן טרעגער גענערירט פאָטאָשטראָם. דאָס איז דער גרונטפּרינציפּ פון PN דזשאַנקשאַן פאָטאָדעטעקטאָר.

(3)פּין פאָטאָדעטעקטאָר
פּין פאָטאָדיאָדע איז אַ פּ-טיפּ מאַטעריאַל און נ-טיפּ מאַטעריאַל צווישן דער איך שיכט, די איך שיכט פון דעם מאַטעריאַל איז בכלל אַן אינטרינסיק אָדער נידעריק-דאָפּינג מאַטעריאַל. איר אַרבעט מעקאַניזאַם איז ענלעך צו דער פּן דזשאַנקשאַן, ווען די פּין דזשאַנקשאַן איז אויסגעשטעלט צו ליכט שטראַלונג, די פאָטאָן טראַנספערס ענערגיע צו די עלעקטראָן, דזשענערייטינג פאָטאָדזשענערייטאַד טשאַרדזש טרעגער, און די ינערלעך עלעקטריש פעלד אָדער די פונדרויסנדיק עלעקטריש פעלד וועט צעשיידן די פאָטאָדזשענערייטאַד עלעקטראָן-לאָך פּאָר אין די דיפּלישאַן שיכט, און די דריפט טשאַרדזש טרעגער וועלן פאָרעם אַ קראַנט אין די פונדרויסנדיק קרייַז. די ראָלע פון ​​שיכט איך שפּילט איז צו יקספּאַנד די ברייט פון די דיפּלישאַן שיכט, און די שיכט איך וועט גאָר ווערן די דיפּלישאַן שיכט אונטער אַ גרויס בייאַס וואָולטידזש, און די דזשענערייטאַד עלעקטראָן-לאָך פּאָר וועט זיין געשווינד צעשיידט, אַזוי די ענטפער גיכקייַט פון די פּין דזשאַנקשאַן פאָטאָדעטעקטאָר איז בכלל פאַסטער ווי די פון די פּן דזשאַנקשאַן דעטעקטאָר. טרעגערס אַרויס די איך שיכט זענען אויך געזאמלט דורך די דיפּלישאַן שיכט דורך דיפיוזשאַן באַוועגונג, פאָרמיינג אַ דיפיוזשאַן קראַנט. די גרעב פון די איך שיכט איז בכלל זייער דין, און איר ציל איז צו פֿאַרבעסערן די ענטפער גיכקייַט פון דיטעקטאָר.

(4)APD פאָטאָדעטעקטאָרלאַווינע פאָטאָדיאָד
דער מעכאניזם פוןלאַווינע פאָטאָדיאָדאיז ענלעך צו דעם פון PN דזשאַנקשאַן. APD פאָטאָדעטעקטאָר ניצט שטאַרק דאָפּעד PN דזשאַנקשאַן, די אָפּערייטינג וואָולטידזש באַזירט אויף APD דעטעקציע איז גרויס, און ווען אַ גרויס ריווערס בייאַס ווערט צוגעגעבן, וועט קאָליזיע ייאַניזאַציע און לאַווינע מאַלטיפּליקאַציע פּאַסירן אין APD, און די פאָרשטעלונג פון דעם דעטעקטאָר ווערט געוואקסן פאָטאָקראַנט. ווען APD איז אין די ריווערס בייאַס מאָדע, וועט די עלעקטרישע פעלד אין די דיפּלישאַן שיכט זיין זייער שטאַרק, און די פאָטאָדזשענערייטאַד טרעגער דזשענערייטאַד דורך ליכט וועלן ווערן שנעל אפגעשיידט און שנעל דריפט אונטער דער אַקציע פון ​​דעם עלעקטרישן פעלד. עס איז אַ וואַרשיינלעכקייט אַז עלעקטראָנען וועלן שטויסן אין די גיטער בעשאַס דעם פּראָצעס, וואָס וועט פאַרשאַפן די עלעקטראָנען אין די גיטער צו ווערן ייאַנייזד. דער פּראָצעס ווערט ריפּיטיד, און די ייאַנייזד יאָנען אין די גיטער קאָלידירן אויך מיט די גיטער, וואָס וועט פאַרשאַפן די נומער פון טשאַרדזש טרעגער אין די APD צו פאַרגרעסערן, ריזאַלטינג אין אַ גרויס קראַנט. עס איז דעם יינציק פיזיש מעקאַניזאַם אין APD אַז APD-באזירט דעטעקטאָרס בכלל האָבן די קעראַקטעריסטיקס פון שנעל ענטפער גיכקייַט, גרויס קראַנט ווערט געווינען און הויך סענסיטיוויטי. קאַמפּערד מיט PN דזשאַנקשאַן און PIN דזשאַנקשאַן, האט APD אַ שנעלער ענטפער גיכקייַט, וואָס איז די פאַסטאַסט ענטפער גיכקייַט צווישן די קראַנט פאָטאָסענסיטיוו רערן.

(5) שאָטקי דזשאַנקשאַן פאָטאָדעטעקטאָר
די גרונט-סטרוקטור פון דעם שאָטקי דזשאַנקשאַן פאָטאָדעטעקטאָר איז אַ שאָטקי דיאָד, וועמענס עלעקטרישע כאַראַקטעריסטיקס זענען ענלעך צו די פון דעם PN דזשאַנקשאַן וואָס איז באַשריבן אויבן, און עס האט איין-ריכטונג קאַנדאַקטיוויטי מיט פּאָזיטיווער קאַנדאַקשאַן און פאַרקערט קאַט-אָף. ווען אַ מעטאַל מיט אַ הויך אַרבעט פונקציע און אַ האַלב-קאָנדוקטאָר מיט אַ נידעריק אַרבעט פונקציע שאַפֿן קאָנטאַקט, ווערט אַ שאָטקי באַריערע געשאַפֿן, און די רעזולטאַט דזשאַנקשאַן איז אַ שאָטקי דזשאַנקשאַן. דער הויפּט מעханіזם איז עפּעס ענלעך צו דעם PN דזשאַנקשאַן, נעמענדיג N-טיפּ האַלב-קאָנדוקטאָרן ווי אַ בייַשפּיל, ווען צוויי מאַטעריאַלן שאַפֿן קאָנטאַקט, צוליב די פֿאַרשידענע עלעקטראָן קאָנצענטראַציעס פון די צוויי מאַטעריאַלן, וועלן די עלעקטראָנען אין דעם האַלב-קאָנדוקטאָר דיפֿוזירן צו דער מעטאַל זייט. די דיפֿוזירטע עלעקטראָנען זאַמלען זיך קאָנטינויִערלעך אין איין עק פון דעם מעטאַל, אַזוי צעשטערן די אָריגינעלע עלעקטרישע נייטראַליטעט פון דעם מעטאַל, שאַפֿן אַן איינגעבויטן עלעקטריש פעלד פון דעם האַלב-קאָנדוקטאָר צו דעם מעטאַל אויף דער קאָנטאַקט ייבערפלאַך, און די עלעקטראָנען וועלן דריפֿטן אונטער דער אַקציע פון ​​דעם אינערלעכן עלעקטרישן פעלד, און די טרעגער'ס דיפֿוזיע און דריפֿט באַוועגונג וועט דורכגעפֿירט ווערן סיימאַלטייניאַסלי, נאָך אַ פּעריאָד פון צייט צו דערגרייכן דינאַמיש גלייכגעוויכט, און לעסאָף שאַפֿן אַ שאָטקי דזשאַנקשאַן. אונטער ליכטיקע באדינגונגען, אַבזאָרבירט די באַריערע געגנט גלייך ליכט און דזשענערירט עלעקטראָן-לאָך פּאָרן, בשעת די פאָטאָגענערירטע טרעגער אינעווייניק פון די PN דזשאַנקשאַן דאַרפן דורכגיין די דיפוזיע געגנט צו דערגרייכן די דזשאַנקשאַן געגנט. קאַמפּערד מיט PN דזשאַנקשאַן, האט דער פאָטאָדעטעקטאָר באַזירט אויף שאָטקי דזשאַנקשאַן אַ שנעלערע רעאַקציע גיכקייט, און די רעאַקציע גיכקייט קען אפילו דערגרייכן ns לעוועל.