فوتو ئېلېكتر ئۈسكۈنىسىنىڭ قۇرۇلمىسى

تىپىPhotodetector deviceقۇرۇلما
Photodetectorئوپتىكىلىق سىگنالنى ئېلېكتر سىگنالىغا ئايلاندۇرىدىغان ئۈسكۈنە ، ئۇنىڭ قۇرۇلمىسى ۋە كۆپ خىللىقى ، ئاساسلىقى تۆۋەندىكى تۈرلەرگە بۆلىنىدۇ:
(1) فوتوگرافلىق فوتوگراف
يورۇقلۇق ئۆتكۈزگۈچ ئۈسكۈنىلەر نۇرغا يولۇققاندا ، فوتوگرافلىق توشۇغۇچى ئۇلارنىڭ ئۆتكۈزۈشچانلىقىنى ئاشۇرۇپ ، قارشىلىق كۈچىنى تۆۋەنلىتىدۇ. ئۆي تېمپېراتۇرىسىدا ھاياجانلانغان توشۇغۇچىلار ئېلېكتر مەيدانىنىڭ ھەرىكىتىدە يۆنىلىشلىك ھەرىكەت قىلىدۇ ، شۇڭا توك ھاسىل قىلىدۇ. يورۇقلۇق شارائىتىدا ئېلېكترونلار ھاياجانلىنىدۇ ۋە ئۆتكۈنچى ئەھۋال يۈز بېرىدۇ. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا ، ئۇلار ئېلېكتر مەيدانىنىڭ ھەرىكىتىدە ھەرىكەتلىنىپ ، نۇر تارتقۇچ ھاسىل قىلىدۇ. ھاسىل بولغان فوتوگرافلىق توشۇغۇچى ئۈسكۈنىنىڭ ئۆتكۈزۈشچانلىقىنى ئاشۇرىدۇ ۋە شۇ ئارقىلىق قارشىلىقنى تۆۋەنلىتىدۇ. فوتوئاكتىپلىق نۇر تارتقۇچ ئادەتتە يۇقىرى ئۈنۈم ۋە ئىقتىدارنىڭ كۈچلۈك ئىنكاسچانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ ، ئەمما ئۇلار يۇقىرى چاستوتىلىق ئوپتىكىلىق سىگنالغا ئىنكاس قايتۇرالمايدۇ ، شۇڭا ئىنكاس قايتۇرۇش سۈرئىتى ئاستا ، بۇ فوتو ئۆتكۈزگۈچ ئۈسكۈنىلەرنىڭ بەزى تەرەپلەردە قوللىنىلىشىنى چەكلەيدۇ.

(2)PN فوتوگراف
PN فوتوئېلېكتور P تىپلىق يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىيال بىلەن N تىپلىق يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىيالىنىڭ ئالاقىسى ئارقىلىق شەكىللەنگەن. ئالاقىلىشىشتىن ئىلگىرى ، بۇ ئىككى ماتېرىيال ئايرىم ھالەتتە. P تىپلىق يېرىم ئۆتكۈزگۈچتىكى فېرمى سەۋىيىسى ۋالېنس بەلبېغىنىڭ چېتىگە ، N تىپلىق يېرىم ئۆتكۈزگۈچتىكى Fermi دەرىجىسى ئۆتكۈزگۈچ بەلۋاغنىڭ چېتىگە يېقىن. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا ، ئۆتكۈزگۈچ بەلۋاغنىڭ چېتىدىكى N تىپلىق ماتېرىيالنىڭ فېرمى سەۋىيىسى ئۇدا تۆۋەنگە يۆتكىلىپ ، ئىككى ماتېرىيالنىڭ فېرمى سەۋىيىسى ئوخشاش ئورۇندا تۇرىدۇ. ئۆتكۈزگۈچ بەلۋاغ ۋە ۋالېنس بەلبېغىنىڭ ئورنىنىڭ ئۆزگىرىشىمۇ بەلۋاغنىڭ ئېگىلىشى بىلەن بىللە بولىدۇ. PN ئۇلىنىشى تەڭپۇڭ ھالەتتە بولۇپ ، فېرمى سەۋىيىسى بىردەك. زەرەتلىگۈچى توشۇغۇچىنى تەھلىل قىلىش نۇقتىسىدىن قارىغاندا ، P تىپلىق ماتېرىياللاردىكى زەرەتلىگۈچىلەرنىڭ كۆپىنچىسى تۆشۈك ، N تىپلىق ماتېرىياللاردىكى توك قاچىلىغۇچىلارنىڭ كۆپىنچىسى ئېلېكترون. ئىككى ماتېرىيال ئالاقىلاشقاندا ، توشۇغۇچىنىڭ قويۇقلۇقىنىڭ ئوخشىماسلىقى سەۋەبىدىن ، N تىپلىق ماتېرىياللاردىكى ئېلېكترونلار P تىپىغا تارقىلىدۇ ، N تىپلىق ماتېرىياللاردىكى ئېلېكترونلار قارشى يۆنىلىشتە تۆشۈكلەرگە تارقىلىدۇ. ئېلېكترون ۋە تۆشۈكلەرنىڭ تارقىلىشىدىن قالغان تولۇقلىما بېرىلمىگەن رايون ئىچىگە سېلىنغان ئېلېكتر مەيدانىنى شەكىللەندۈرىدۇ ، ئىچىگە سېلىنغان ئېلېكتر مەيدانى توشۇغۇچىنىڭ يۆتكىلىشىنى ئىلگىرى سۈرىدۇ ، يۆتكىلىش يۆنىلىشى تارقىلىش يۆنىلىشىگە قارىمۇ قارشى بولىدۇ ، يەنى ئىچىگە ئورۇنلاشتۇرۇلغان ئېلېكتر مەيدانىنىڭ شەكىللىنىشى توشۇغۇچىلارنىڭ تارقىلىشىنىڭ ئالدىنى ئالىدۇ ، ھەمدە PN ئۇلىنىشىنىڭ ئىچىدە ئىككى خىل ھەرىكەت تەڭپۇڭلاشقانغا قەدەر تارقىلىش ۋە يۆتكىلىش بولىدۇ ، شۇڭا تۇراقلىق توشۇغۇچى ئېقىمى نۆل بولىدۇ. ئىچكى ھەرىكەتچان تەڭپۇڭلۇق.
PN ئۇلىنىشى نۇر رادىئاتسىيىسى بىلەن ئۇچراشقاندا ، فوتوننىڭ ئېنېرگىيىسى توشۇغۇچىغا يۆتكىلىدۇ ، فوتوگرافلىق توشۇغۇچى يەنى فوتوگرافلىق ئېلېكترون تۆشۈك جۈپ ھاسىل بولىدۇ. ئېلېكتر مەيدانىنىڭ ھەرىكىتىگە ئاساسەن ، ئېلېكترون ۋە تۆشۈك ئايرىم-ئايرىم ھالدا N رايونى ۋە P رايونىغا يۆتكىلىدۇ ، فوتوگرافلىق توشۇغۇچىنىڭ يۆنىلىشلىك يۆتكىلىشى فوتو نۇر ھاسىل قىلىدۇ. بۇ PN تۇتاشتۇرۇش فوتوگرافنىڭ ئاساسلىق پرىنسىپى.

(3)PIN فوتوگراف
پىن فودىئودى I قەۋىتىدىكى P تىپلىق ماتېرىيال ۋە N تىپلىق ماتېرىيال ، ماتېرىيالنىڭ I قەۋىتى ئادەتتە ئىچكى ياكى تۆۋەن دوپپا ماتېرىيالى. ئۇنىڭ خىزمەت مېخانىزمى PN ئۇلىنىشىغا ئوخشايدۇ ، PIN ئۇلىنىشى نۇر رادىئاتسىيىسى بىلەن ئۇچراشقاندا ، فوتون ئېلېكترونغا ئېنېرگىيە تارقىتىدۇ ، فوتوگرافلىق زەرەتلىگۈچ ھاسىل قىلىدۇ ، ئىچكى ئېلېكتر مەيدانى ياكى تاشقى ئېلېكتر مەيدانى فوتوگرافلىق ئېلېكترون تۆشۈكىنى ئايرىيدۇ. خورىتىش قەۋىتىدىكى جۈپلەر ، يۆتكەلگەن زەرەتلىگۈچىلەر سىرتقى توك يولىدا توك ھاسىل قىلىدۇ. I قەۋەتنىڭ رولى خورىتىش قەۋىتىنىڭ كەڭلىكىنى كېڭەيتىش ، مەن بىر قەۋەت چوڭ بىر تەرەپلىمە بېسىم ئاستىدا پۈتۈنلەي خورىتىش قەۋىتىگە ئايلىنىمەن ، ھاسىل قىلىنغان ئېلېكترون تۆشۈك جۈپلىرى تېز ئايرىلىدۇ ، شۇڭا ئىنكاس قايتۇرۇش سۈرئىتى PIN ئۇلىنىش فوتوئېلېكتور ئادەتتە PN ئۇلىنىش تەكشۈرگۈچنىڭكىدىن تېز. I قەۋەتنىڭ سىرتىدىكى توشۇغۇچىلارمۇ تارقاقلاشتۇرۇش ئارقىلىق تارقاقلاشتۇرۇش قەۋىتى ئارقىلىق يىغىلىپ ، تارقىلىشچان توك ھاسىل قىلىدۇ. I قەۋىتىنىڭ قېلىنلىقى ئادەتتە ئىنتايىن نېپىز ، ئۇنىڭ مەقسىتى تەكشۈرۈش ئۈسكۈنىسىنىڭ ئىنكاس سۈرئىتىنى يۇقىرى كۆتۈرۈش.

(4)APD فوتوگرافقار كۆچۈش فوتودىئودى
مېخانىزمقار كۆچۈش فوتودىئودىPN ئۇلىنىشى بىلەن ئوخشاش. APD فوتوئېلېكتور ئېغىر دەرىجىدە كۆپەيتىلگەن PN ئۇلىنىشىنى ئىشلىتىدۇ ، APD بايقاشنى ئاساس قىلغان مەشغۇلات بېسىمى چوڭ بولىدۇ ، چوڭ تەتۈر مايىللىق قوشۇلغاندا ، APD نىڭ ئىچىدە سوقۇلۇش ئىئونىسىيىسى ۋە قار كۆچۈش كۆپىيىدۇ ، تەكشۈرۈش ئەسۋابىنىڭ ئىقتىدارى نۇرنى تېزلىتىدۇ. APD تەتۈر يۆنىلىشلىك ھالەتتە بولغاندا ، خورىتىش قەۋىتىدىكى ئېلېكتر مەيدانى ئىنتايىن كۈچلۈك بولىدۇ ، نۇر ھاسىل قىلغان فوتوگرافلىق توشۇغۇچى تېزلىكتە ئايرىلىدۇ ۋە ئېلېكتر مەيدانىنىڭ ھەرىكىتى ئاستىدا تېز سۈرئەتتە يۆتكىلىدۇ. بۇ جەرياندا ئېلېكترونلارنىڭ رېشاتكىغا سوقۇلۇپ ، رېشاتكىدىكى ئېلېكترونلارنىڭ ئىئونلىنىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىش ئېھتىماللىقى بار. بۇ جەريان قايتا-قايتا تەكرارلىنىدۇ ، رېشاتكىدىكى ئىئونلانغان ئىئونلارمۇ رېشاتكا بىلەن سوقۇلۇپ ، APD دىكى توك توشۇغۇچى سانىنىڭ كۆپىيىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ ، نەتىجىدە توك ئېقىمى زور بولىدۇ. دەل APD ئىچىدىكى بۇ ئۆزگىچە فىزىكىلىق مېخانىزم ، APD نى ئاساس قىلغان تەكشۈرگۈچ ئادەتتە تېز ئىنكاس قايتۇرۇش سۈرئىتى ، نۆۋەتتىكى قىممەتنىڭ يۇقىرى كۆتۈرۈلۈشى ۋە سەزگۈرلۈكنىڭ يۇقىرى ئالاھىدىلىكىگە ئىگە. PN ئۇلىنىشى ۋە PIN ئۇلىنىشىغا سېلىشتۇرغاندا ، APD نىڭ ئىنكاس قايتۇرۇش سۈرئىتى تېخىمۇ تېز ، بۇ ھازىرقى سەزگۈر سېزىمچان تۇرۇبا ئىچىدىكى ئەڭ تېز ئىنكاس قايتۇرۇش سۈرئىتى.

(5) شوتكىي تۇتاشتۇرۇش فوتوگراف
شوتكىي تۇتاشتۇرۇش فوتوئاكتىپ نۇرنىڭ ئاساسىي قۇرۇلمىسى شوتكىي دىئودى بولۇپ ، ئۇنىڭ ئېلېكتر ئالاھىدىلىكى يۇقىرىدا بايان قىلىنغان PN ئۇلىنىشى بىلەن ئوخشاش بولۇپ ، مۇسبەت ئۆتكۈزۈش ۋە تەتۈر كېسىش ئارقىلىق بىر يۆنىلىشلىك ئۆتكۈزۈشچانلىقى بار. يۇقىرى خىزمەت ئىقتىدارىغا ئىگە مېتال ۋە خىزمەت ئىقتىدارى تۆۋەن بولغان يېرىم ئۆتكۈزگۈچ شەكىللەنسە ، شوتكىي توساق شەكىللىنىدۇ ، نەتىجىدە تۇتىشىدىغان ئورۇن شوتكىي تۇتىشىدۇ. ئاساسلىق مېخانىزم PN ئۇلىنىشى بىلەن مەلۇم دەرىجىدە ئوخشىشىپ كېتىدۇ ، N تىپلىق يېرىم ئۆتكۈزگۈچنى مىسالغا ئالايلى ، ئىككى ماتېرىيال ئالاقىنى شەكىللەندۈرگەندە ، ئىككى ماتېرىيالنىڭ ئېلېكترون قويۇقلۇقى ئوخشاش بولمىغاچقا ، يېرىم ئۆتكۈزگۈچتىكى ئېلېكترونلار مېتال تەرەپكە تارقىلىدۇ. تارقالغان ئېلېكترونلار مېتالنىڭ بىر ئۇچىدا ئۇدا يىغىلىدۇ ، بۇنىڭ بىلەن مېتالنىڭ ئەسلىدىكى ئېلېكتر نېيتراللىقى بۇزۇلۇپ ، يېرىم ئۆتكۈزگۈچتىن مېتال يۈزىگە ئۇلانغان ئېلېكتر مەيدانى شەكىللىنىدۇ ، ئېلېكترونلار ھەرىكەتنىڭ تەسىرىدە يۆتكىلىدۇ. ئىچكى ئېلېكتر مەيدانى ، توشۇغۇچىنىڭ تارقىلىشى ۋە يۆتكىلىش ھەرىكىتى بىرلا ۋاقىتتا ئېلىپ بېرىلىدۇ ، مەلۇم ۋاقىتتىن كېيىن ھەرىكەتچان تەڭپۇڭلۇققا يېتىدۇ ھەمدە ئاخىرىدا شوتكىي تۇتىشىدۇ. يورۇقلۇق شارائىتىدا ، توساق رايونى نۇرنى بىۋاسىتە سۈمۈرۈپ ، ئېلېكترون تۆشۈك جۈپ ھاسىل قىلىدۇ ، PN ئۇلىنىشى ئىچىدىكى فوتوگرافلىق توشۇغۇچى تارقىلىش رايونىدىن ئۆتۈپ ، تۇتاشقان رايونغا يېتىشى كېرەك. PN ئۇلىنىشىغا سېلىشتۇرغاندا ، Schottky ئۇلىنىشىنى ئاساس قىلغان فوتوئېلېكتورنىڭ ئىنكاس قايتۇرۇش سۈرئىتى تېخىمۇ تېز ، ئىنكاس سۈرئىتى ھەتتا ns دەرىجىسىگە يېتىدۇ.