نوع ساختار دستگاه فوتودکتور

نوعدستگاه نوریساختار
دستگاه نوریدستگاهی است که سیگنال نوری را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند ، jourdue ساختار و تنوع آن ، ‌ می تواند به طور عمده به دسته های زیر تقسیم شود: ‌
(1) نوری فوتوساکتور
هنگامی که دستگاه های فوتوساکسی در معرض نور قرار می گیرند ، حامل فوتوژنی هدایت آنها را افزایش می دهد و مقاومت آنها را کاهش می دهد. حامل ها از دمای اتاق به صورت جهت دار تحت عمل یک میدان الکتریکی هیجان زده می شوند و در نتیجه جریان ایجاد می کنند. تحت شرایط نور ، الکترون ها هیجان زده هستند و انتقال رخ می دهد. در عین حال ، آنها تحت عمل یک میدان الکتریکی حرکت می کنند تا یک فتوکورنت تشکیل دهند. حامل های فوتوژن در نتیجه باعث افزایش هدایت دستگاه و در نتیجه کاهش مقاومت می شوند. فوتودکتورهای فوتوساکتور معمولاً سود بالایی و پاسخگو بودن زیادی در عملکرد نشان می دهند ، اما آنها نمی توانند به سیگنال های نوری با فرکانس بالا پاسخ دهند ، بنابراین سرعت پاسخ آهسته است و این باعث می شود از برخی جنبه ها استفاده از دستگاه های فوتوساکتور را محدود کند.

(2)PHODETECTOR PN
فوتودکتور PN با تماس بین مواد نیمه هادی از نوع P و مواد نیمه هادی از نوع N تشکیل می شود. قبل از تشکیل تماس ، این دو ماده در حالت جداگانه قرار دارند. سطح فرمی در نیمه هادی از نوع P نزدیک به لبه باند Valence است ، در حالی که سطح فرمی در نیمه هادی نوع N نزدیک به لبه باند هدایت است. در همان زمان ، سطح فرمی از نوع N نوع در لبه باند هدایت به طور مداوم به سمت پایین جابجا می شود تا سطح فرمی دو ماده در همان موقعیت قرار بگیرد. تغییر موقعیت باند هدایت و باند Valence نیز با خم شدن گروه همراه است. محل اتصال PN در تعادل است و دارای سطح فرمی یکنواخت است. از جنبه تجزیه و تحلیل حامل بار ، بیشتر حامل های بار در مواد P از نوع P سوراخ هایی هستند ، در حالی که بیشتر حامل های بار در مواد N نوع الکترون ها هستند. هنگامی که این دو ماده در تماس هستند ، به دلیل تفاوت در غلظت حامل ، الکترونهای موجود در مواد N از نوع P پخش می شوند ، در حالی که الکترون های موجود در مواد N از نوع N در جهت مخالف با سوراخ ها پخش می شوند. منطقه غیرقابل جبران باقی مانده از انتشار الکترون ها و سوراخ ها یک میدان الکتریکی داخلی را تشکیل می دهد ، و میدان الکتریکی داخلی باعث رانش حامل می شود ، و جهت رانش دقیقاً بر خلاف جهت انتشار است ، به این معنی که تشکیل میدان الکتریکی داخلی مانع از انتشار حامل ها می شود ، و هر دو انتشار استیک و Drift در داخل کاردستی وجود دارد. تعادل پویا داخلی.
هنگامی که محل اتصال PN در معرض تابش نور قرار می گیرد ، انرژی فوتون به حامل منتقل می شود و حامل فوتوژن ، یعنی جفت الکترونی سوراخ شده با نور ، تولید می شود. تحت عمل میدان الکتریکی ، الکترونی و سوراخ به ترتیب به منطقه N و منطقه P می روند و رانش جهت دار حامل فوتوژنز باعث ایجاد نور می شود. این اصل اساسی فوتودکتور اتصال PN است.

(3)نوری سنج سنج
PIN Photodiode یک ماده از نوع P و ماده N نوع بین لایه I است ، لایه I از مواد به طور کلی یک ماده ذاتی یا کم دوپینگ است. مکانیسم کار آن شبیه به محل اتصال PN است ، هنگامی که محل اتصال پین در معرض تابش نور قرار می گیرد ، فوتون انرژی را به الکترونی منتقل می کند ، تولید حامل های بار شارژ شده فوتوژن را ایجاد می کند و میدان الکتریکی داخلی یا میدان الکتریکی خارجی باعث جدا شدن جفت های الکترون شده توسط نور در لایه تخلیه می شود و حامل های بار راننده جریان در مدار خارجی ایجاد می کنند. نقشی که توسط لایه اول ایفا می کند گسترش عرض لایه تخلیه است و لایه ای که من به طور کامل تحت یک ولتاژ تعصب بزرگ قرار می گیریم ، و جفت های الکترونی سوراخ تولید شده به سرعت از هم جدا می شوند ، بنابراین سرعت پاسخ فوتودکتور محل اتصال پین به طور کلی سریعتر از آشکارساز محل اتصال PN است. حامل های خارج از لایه I نیز توسط لایه تخلیه از طریق حرکت انتشار جمع آوری می شوند و جریان انتشار را تشکیل می دهند. ضخامت لایه I به طور کلی بسیار نازک است و هدف آن بهبود سرعت پاسخ ردیاب است.

(4)نوری APDنوری
مکانیسمنوریشبیه به محل اتصال PN است. PhotoDetector APD از اتصال PN به شدت دوپ استفاده می کند ، ولتاژ عملیاتی مبتنی بر تشخیص APD بزرگ است ، و هنگامی که یک تعصب معکوس بزرگ اضافه می شود ، یونیزاسیون برخورد و ضرب بهمن در داخل APD رخ می دهد ، و عملکرد آشکارساز افزایش می یابد. هنگامی که APD در حالت تعصب معکوس قرار دارد ، میدان الکتریکی موجود در لایه تخلیه بسیار قوی خواهد بود و حامل های فوتوژنز تولید شده توسط نور به سرعت از هم جدا می شوند و به سرعت تحت عمل میدان الکتریکی حرکت می کنند. این احتمال وجود دارد که الکترون ها در طی این فرآیند به شبکه بپردازند و باعث می شود الکترون های موجود در شبکه یونیزه شوند. این فرآیند تکرار می شود ، و یون های یونیزه شده در شبکه نیز با مشبک برخورد می کنند و باعث می شود تعداد حامل های بار در APD افزایش یابد و در نتیجه جریان بزرگی به وجود می آید. این مکانیسم فیزیکی منحصر به فرد در داخل APD است که آشکارسازهای مبتنی بر APD به طور کلی ویژگی های سرعت پاسخ سریع ، افزایش ارزش جریان بزرگ و حساسیت بالا را دارند. در مقایسه با اتصال PN و اتصال PIN ، APD سرعت پاسخ سریع تری دارد که سریعترین سرعت پاسخ در بین لوله های موجود در معرض نور است.

(5) فتودکتور محل اتصال Schottky
ساختار اساسی فوتودکتور اتصالات Schottky یک دیود Schottky است که خصوصیات الکتریکی آن شبیه به ویژگی های محل اتصال PN است که در بالا توضیح داده شد ، و دارای هدایت یک طرفه با هدایت مثبت و برش معکوس است. هنگامی که یک فلز با عملکرد کار بالا و یک نیمه هادی با تماس با عملکرد کم کار ، یک سد شوتکی تشکیل می شود و محل اتصال حاصل از آن یک محل اتصال Schottky است. مکانیسم اصلی تا حدودی شبیه به محل اتصال PN است و به عنوان نمونه از نیمه هادی های نوع N استفاده می شود ، هنگامی که دو ماده با یکدیگر تماس برقرار می کنند ، به دلیل غلظت الکترون های مختلف این دو ماده ، الکترون های موجود در نیمه هادی در سمت فلزی پخش می شوند. الکترونهای پراکنده به طور مداوم در یک انتهای فلز جمع می شوند ، بنابراین خنثی سازی الکتریکی اصلی فلز را از بین می برند ، یک میدان الکتریکی داخلی را از نیمه هادی تا فلز روی سطح تماس تشکیل می دهند و الکترون ها تحت عمل میدان الکتریکی داخلی حرکت می کنند ، و حرکت حامل و حرکت رانش حرکت می شود و به طور همزمان به تطبیق می رسد و به طور همزمان به یک دوره همزمان می رسد ، پس از یک دوره از زمان یک دوره از زمان یک دوره از زمان به یک دوره همزمان می رسد. در شرایط نوری ، منطقه سد به طور مستقیم نور را جذب می کند و جفت های سوراخ الکترون را تولید می کند ، در حالی که حامل های فوتوژن در داخل محل اتصال PN برای رسیدن به منطقه اتصال ، نیاز به عبور از منطقه انتشار دارند. در مقایسه با اتصال PN ، فوتودکتور مبتنی بر اتصال Schottky سرعت پاسخ سریعتر دارد و سرعت پاسخ حتی می تواند به سطح NS برسد.