ఫోటోడెటెక్టర్ పరికర నిర్మాణం రకం

రకంఫోటోడెటెక్టర్ పరికరంనిర్మాణం
ఫోటోడెటెక్టర్ఆప్టికల్ సిగ్నల్‌ను ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్‌గా మార్చే పరికరం, ‌ దాని నిర్మాణం మరియు వైవిధ్యం, ప్రధానంగా ఈ క్రింది వర్గాలుగా విభజించవచ్చు:
(1) ఫోటోకాండక్టివ్ ఫోటోడెటెక్టర్
ఫోటోకాండక్టివ్ పరికరాలు కాంతికి గురైనప్పుడు, ఫోటోజెనరేటెడ్ క్యారియర్ వాటి వాహకతను పెంచుతుంది మరియు వాటి నిరోధకతను తగ్గిస్తుంది. గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉత్తేజిత క్యారియర్లు విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క చర్య కింద దిశాత్మక పద్ధతిలో కదులుతాయి, తద్వారా కరెంట్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. కాంతి స్థితిలో, ఎలక్ట్రాన్లు ఉత్సాహంగా ఉంటాయి మరియు పరివర్తన జరుగుతుంది. అదే సమయంలో, అవి ఫోటోకరెంట్ ఏర్పడటానికి విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క చర్య కింద తిరుగుతాయి. ఫలితంగా ఫోటోజెనరేటెడ్ క్యారియర్లు పరికరం యొక్క వాహకతను పెంచుతాయి మరియు తద్వారా నిరోధకతను తగ్గిస్తుంది. ఫోటోకాండక్టివ్ ఫోటోడెటెక్టర్లు సాధారణంగా పనితీరులో అధిక లాభం మరియు గొప్ప ప్రతిస్పందనను చూపుతాయి, కాని అవి అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ ఆప్టికల్ సిగ్నల్‌లకు స్పందించలేవు, కాబట్టి ప్రతిస్పందన వేగం నెమ్మదిగా ఉంటుంది, ఇది కొన్ని అంశాలలో ఫోటోకండక్టివ్ పరికరాల అనువర్తనాన్ని పరిమితం చేస్తుంది.

(2)పిఎన్ ఫోటోడెటెక్టర్
పి-టైప్ సెమీకండక్టర్ మెటీరియల్ మరియు ఎన్-టైప్ సెమీకండక్టర్ మెటీరియల్ మధ్య పరిచయం ద్వారా పిఎన్ ఫోటోడెటెక్టర్ ఏర్పడుతుంది. పరిచయం ఏర్పడటానికి ముందు, రెండు పదార్థాలు ప్రత్యేక స్థితిలో ఉన్నాయి. పి-టైప్ సెమీకండక్టర్‌లోని ఫెర్మి స్థాయి వాలెన్స్ బ్యాండ్ యొక్క అంచుకు దగ్గరగా ఉంటుంది, అయితే ఎన్-టైప్ సెమీకండక్టర్‌లోని ఫెర్మి స్థాయి ప్రసరణ బ్యాండ్ యొక్క అంచుకు దగ్గరగా ఉంటుంది. అదే సమయంలో, ప్రసరణ బ్యాండ్ యొక్క అంచున ఉన్న N- రకం పదార్థం యొక్క ఫెర్మి స్థాయి రెండు పదార్థాల ఫెర్మి స్థాయి ఒకే స్థితిలో ఉండే వరకు నిరంతరం క్రిందికి మార్చబడుతుంది. కండక్షన్ బ్యాండ్ మరియు వాలెన్స్ బ్యాండ్ యొక్క స్థానం యొక్క మార్పు కూడా బ్యాండ్ యొక్క వంపుతో కూడి ఉంటుంది. పిఎన్ జంక్షన్ సమతుల్యతలో ఉంది మరియు ఏకరీతి ఫెర్మి స్థాయిని కలిగి ఉంటుంది. ఛార్జ్ క్యారియర్ విశ్లేషణ యొక్క అంశం నుండి, పి-రకం పదార్థాలలో చాలా ఛార్జ్ క్యారియర్లు రంధ్రాలు, అయితే N- రకం పదార్థాలలో చాలా ఛార్జ్ క్యారియర్లు ఎలక్ట్రాన్లు. రెండు పదార్థాలు సంబంధంలో ఉన్నప్పుడు, క్యారియర్ ఏకాగ్రతలో వ్యత్యాసం కారణంగా, N- రకం పదార్థాలలోని ఎలక్ట్రాన్లు P- రకం వరకు వ్యాప్తి చెందుతాయి, అయితే N- రకం పదార్థాలలో ఎలక్ట్రాన్లు రంధ్రాలకు వ్యతిరేక దిశలో వ్యాప్తి చెందుతాయి. ఎలక్ట్రాన్లు మరియు రంధ్రాల విస్తరణ ద్వారా మిగిలిపోయిన ప్రాంతం అంతర్నిర్మిత విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని ఏర్పరుస్తుంది, మరియు అంతర్నిర్మిత విద్యుత్ క్షేత్రం క్యారియర్ డ్రిఫ్ట్‌కు ధోరణి చేస్తుంది, మరియు డ్రిఫ్ట్ యొక్క దిశ విస్తరణ యొక్క దిశకు విరుద్ధంగా ఉంటుంది, అంటే అంతర్నిర్మిత విద్యుత్ క్షేత్రం ఏర్పడటం క్యారియర్‌ల యొక్క విస్తరణను నిరోధిస్తుంది, మరియు రెండు విభిన్నమైనవి. సున్నా. అంతర్గత డైనమిక్ బ్యాలెన్స్.
పిఎన్ జంక్షన్ కాంతి రేడియేషన్‌కు గురైనప్పుడు, ఫోటాన్ యొక్క శక్తి క్యారియర్‌కు బదిలీ చేయబడుతుంది మరియు ఫోటోజెనరేటెడ్ క్యారియర్, అనగా ఫోటోజెనరేటెడ్ ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జత ఉత్పత్తి అవుతుంది. విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క చర్యలో, ఎలక్ట్రాన్ మరియు హోల్ వరుసగా N ప్రాంతం మరియు P ప్రాంతానికి ప్రవహిస్తాయి మరియు ఫోటోజెనరేటెడ్ క్యారియర్ యొక్క దిశాత్మక ప్రవాహం ఫోటోకరెంట్ ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఇది పిఎన్ జంక్షన్ ఫోటోడెటెక్టర్ యొక్క ప్రాథమిక సూత్రం.

(3)పిన్ ఫోటోడెటెక్టర్
పిన్ ఫోటోడియోడ్ అనేది పి-రకం పదార్థం మరియు I పొర మధ్య N- రకం పదార్థం, పదార్థం యొక్క I పొర సాధారణంగా అంతర్గత లేదా తక్కువ-డోపింగ్ పదార్థం. దీని పని విధానం పిఎన్ జంక్షన్ మాదిరిగానే ఉంటుంది, పిన్ జంక్షన్ తేలికపాటి రేడియేషన్‌కు గురైనప్పుడు, ఫోటాన్ ఎలక్ట్రాన్‌కు శక్తిని బదిలీ చేస్తుంది, ఫోటోజెనరేటెడ్ ఛార్జ్ క్యారియర్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, మరియు అంతర్గత విద్యుత్ క్షేత్రం లేదా బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రం ఫోటోజెనరేటెడ్ ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలను క్షీణత పొరలో వేరు చేస్తుంది మరియు డ్రిఫ్ట్ ఛార్జ్ క్యారియర్‌లు బాహ్య సర్క్యూట్‌లో కరెంట్ అవుతుంది. లేయర్ I పోషించిన పాత్ర క్షీణత పొర యొక్క వెడల్పును విస్తరించడం, మరియు లేయర్ నేను పూర్తిగా పెద్ద బయాస్ వోల్టేజ్ కింద క్షీణత పొరగా మారుతాను, మరియు ఉత్పత్తి చేయబడిన ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలను వేగంగా వేరు చేస్తారు, కాబట్టి పిన్ జంక్షన్ ఫోటోడెటెక్టర్ యొక్క ప్రతిస్పందన వేగం సాధారణంగా పిఎన్ జంక్షన్ డిటెక్టర్ కంటే వేగంగా ఉంటుంది. I పొర వెలుపల క్యారియర్లు కూడా విస్తరణ కదలిక ద్వారా క్షీణత పొర ద్వారా సేకరించబడతాయి, ఇది విస్తరణ కరెంట్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. I పొర యొక్క మందం సాధారణంగా చాలా సన్నగా ఉంటుంది మరియు దాని ఉద్దేశ్యం డిటెక్టర్ యొక్క ప్రతిస్పందన వేగాన్ని మెరుగుపరచడం.

(4)APD ఫోటోడెటెక్టర్అవలాంచె ఫోటోడియోడ్
యొక్క విధానంఅవలాంచె ఫోటోడియోడ్పిఎన్ జంక్షన్ మాదిరిగానే ఉంటుంది. APD ఫోటోడెటెక్టర్ భారీగా డోప్డ్ పిఎన్ జంక్షన్‌ను ఉపయోగిస్తుంది, ఎపిడి డిటెక్షన్ ఆధారంగా ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్ పెద్దది, మరియు పెద్ద రివర్స్ బయాస్ జోడించినప్పుడు, ఘర్షణ అయనీకరణం మరియు హిమపాతం గుణకారం APD లోపల జరుగుతుంది మరియు డిటెక్టర్ యొక్క పనితీరు పెరిగిన ఫోటోసర్. APD రివర్స్ బయాస్ మోడ్‌లో ఉన్నప్పుడు, క్షీణత పొరలోని విద్యుత్ క్షేత్రం చాలా బలంగా ఉంటుంది మరియు కాంతి ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన ఫోటోజెనరేటెడ్ క్యారియర్‌లు త్వరగా వేరు చేయబడతాయి మరియు విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క చర్య ప్రకారం త్వరగా మళ్లించబడతాయి. ఈ ప్రక్రియలో ఎలక్ట్రాన్లు లాటిస్‌లోకి దూసుకెళ్లే అవకాశం ఉంది, దీనివల్ల లాటిస్‌లోని ఎలక్ట్రాన్లు అయనీకరణం చెందుతాయి. ఈ ప్రక్రియ పునరావృతమవుతుంది, మరియు లాటిస్‌లోని అయోనైజ్డ్ అయాన్లు కూడా లాటిస్‌తో ide ీకొంటాయి APD లోపల ఈ ప్రత్యేకమైన భౌతిక విధానం APD- ఆధారిత డిటెక్టర్లు సాధారణంగా వేగవంతమైన ప్రతిస్పందన వేగం, పెద్ద ప్రస్తుత విలువ లాభం మరియు అధిక సున్నితత్వం యొక్క లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి. పిఎన్ జంక్షన్ మరియు పిన్ జంక్షన్‌తో పోలిస్తే, ఎపిడి వేగవంతమైన ప్రతిస్పందన వేగాన్ని కలిగి ఉంది, ఇది ప్రస్తుత ఫోటోసెన్సిటివ్ గొట్టాలలో వేగవంతమైన ప్రతిస్పందన వేగం.

(5) షాట్కీ జంక్షన్ ఫోటోడెటెక్టర్
షాట్కీ జంక్షన్ ఫోటోడెటెక్టర్ యొక్క ప్రాథమిక నిర్మాణం షాట్కీ డయోడ్, దీని విద్యుత్ లక్షణాలు పైన వివరించిన పిఎన్ జంక్షన్ మాదిరిగానే ఉంటాయి మరియు ఇది సానుకూల ప్రసరణ మరియు రివర్స్ కట్-ఆఫ్‌తో ఏకదిశాత్మక వాహకతను కలిగి ఉంటుంది. అధిక పని ఫంక్షన్ ఉన్న లోహం మరియు తక్కువ పని ఫంక్షన్ ఫారమ్ కాంటాక్ట్ ఉన్న సెమీకండక్టర్, షాట్కీ అవరోధం ఏర్పడినప్పుడు, మరియు ఫలిత జంక్షన్ షాట్కీ జంక్షన్. ప్రధాన యంత్రాంగం పిఎన్ జంక్షన్‌కు కొంతవరకు సమానంగా ఉంటుంది, ఎన్-టైప్ సెమీకండక్టర్లను ఉదాహరణగా తీసుకుంటుంది, రెండు పదార్థాలు పరిచయం ఏర్పట్టినప్పుడు, రెండు పదార్థాల యొక్క వివిధ ఎలక్ట్రాన్ సాంద్రతల కారణంగా, సెమీకండక్టర్‌లోని ఎలక్ట్రాన్లు లోహ వైపుకు వ్యాప్తి చెందుతాయి. విస్తరించిన ఎలక్ట్రాన్లు లోహం యొక్క ఒక చివరలో నిరంతరం పేరుకుపోతాయి, తద్వారా లోహం యొక్క అసలు ఎలక్ట్రికల్ న్యూట్రాలిటీని నాశనం చేస్తుంది, సెమీకండక్టర్ నుండి కాంటాక్ట్ ఉపరితలంపై లోహానికి అంతర్నిర్మిత విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని ఏర్పరుస్తుంది, మరియు ఎలక్ట్రాన్లు అంతర్గత విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క చర్య కింద మారుతాయి, మరియు క్యారియర్ యొక్క వైఖరి మరియు చివరకు డైన్‌క్యూర్‌గా ఉన్న తరువాత, క్యారియర్ యొక్క వైఖరి మరియు చివరకు డైన్‌క్యూర్‌గా జరుగుతాయి. కాంతి పరిస్థితులలో, అవరోధ ప్రాంతం నేరుగా కాంతిని గ్రహిస్తుంది మరియు ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, అయితే పిఎన్ జంక్షన్ లోపల ఫోటోజెనరేటెడ్ క్యారియర్లు జంక్షన్ ప్రాంతానికి చేరుకోవడానికి విస్తరణ ప్రాంతం గుండా వెళ్ళాలి. పిఎన్ జంక్షన్‌తో పోలిస్తే, షాట్కీ జంక్షన్ ఆధారంగా ఫోటోడెటెక్టర్ వేగవంతమైన ప్రతిస్పందన వేగాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు ప్రతిస్పందన వేగం NS స్థాయికి కూడా చేరుకుంటుంది.