SPAD ነጠላ-ፎቶን የበረዶ ግግር ፎቶዲቴክተር

ስፓድነጠላ-ፎቶን የበረዶ ግግር ፎቶዲቴክተር

የSPAD ፎቶዲቴክተር ዳሳሾች ለመጀመሪያ ጊዜ ሲተዋወቁ፣ በዋናነት በዝቅተኛ ብርሃን የመለየት ሁኔታዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ውለዋል። ሆኖም፣ በአፈፃፀማቸው ዝግመተ ለውጥ እና የትዕይንት መስፈርቶች እድገት፣የSPAD ፎቶዲቴክተርዳሳሾች እንደ አውቶሞቲቭ ራዳሮች፣ ሮቦቶች እና ሰው አልባ የአየር ላይ ተሽከርካሪዎች ባሉ የሸማቾች ሁኔታዎች ውስጥ ከጊዜ ወደ ጊዜ ጥቅም ላይ ውለዋል። በከፍተኛ ስሜታዊነት እና ዝቅተኛ የድምፅ ባህሪያት ምክንያት፣ የSPAD ፎቶዲቴክተር ዳሳሽ ከፍተኛ ትክክለኛነት ያለው የጥልቀት ግንዛቤ እና ዝቅተኛ ብርሃን ምስል ለማግኘት ተስማሚ ምርጫ ሆኗል።

በፒኤን መጋጠሚያዎች ላይ ከተመሠረቱት ባህላዊ የCMOS ምስል ዳሳሾች (CIS) በተለየ፣ የSPAD ፎቶዲቴክተር ዋና መዋቅር በጂገር ሁነታ የሚሰራ የአቬላንች ዳዮድ ነው። ከአካላዊ ዘዴዎች አንፃር፣ የSPAD ፎቶዲቴክተር ውስብስብነት ከPN መጋጠሚያ መሳሪያዎች በእጅጉ ከፍ ያለ ነው። ይህ በዋነኝነት የሚንጸባረቀው በከፍተኛ የተገላቢጦሽ አድልዎ ስር እንደ ሚዛናዊ ያልሆኑ ተሸካሚዎች መርፌ፣ የሙቀት ኤሌክትሮን ተፅእኖዎች እና በጉድለት ሁኔታዎች የታገዙ የዋሻ ሞገዶች ያሉ ችግሮችን የመፍጠር ዕድሉ ከፍተኛ በመሆኑ ነው። እነዚህ ባህሪያት በዲዛይን፣ በሂደት እና በወረዳ አርክቴክቸር ደረጃዎች ከባድ ፈተናዎችን እንዲጋፈጥ ያደርጉታል።

የተለመዱ የአፈጻጸም መለኪያዎችየSPAD የበረዶ ግግር ፎቶዲቴክተርየፒክስል መጠን (ፒክስል መጠን)፣ የጨለማ ብዛት ድምፅ (DCR)፣ የብርሃን መፈለጊያ ዕድል (PDE)፣ የሞተ ሰዓት (የሞተ ጊዜ) እና የምላሽ ጊዜ (የምላሽ ጊዜ) ያካትታሉ። እነዚህ መለኪያዎች የSPAD የበረዶ ብርሃን ፎቶ መመርመሪያ አፈፃፀምን በቀጥታ ይነካሉ። ለምሳሌ፣ የጨለማ ብዛት መጠን (DCR) የማጣሪያ ድምጽን ለመለየት ቁልፍ መለኪያ ሲሆን SPAD እንደ ነጠላ ፎቶን ማወቂያ ሆኖ ለመስራት ከመበላሸቱ በላይ አድልዎ ሊኖረው ይገባል። የብርሃን መፈለጊያ ዕድል (PDE) የSPADን ትብነት ይወስናል።የአቬላንች ፎቶዲቴክተርእና በኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ እና ስርጭት ይጎዳል። በተጨማሪም፣ DeadTime SPAD ከተቀሰቀሰ በኋላ ወደ መጀመሪያው ሁኔታው ​​ለመመለስ የሚያስፈልገው ጊዜ ሲሆን ይህም ከፍተኛውን የፎቶን ማወቂያ ፍጥነት እና ተለዋዋጭ ክልልን ይነካል።

በSPAD መሳሪያዎች የአፈጻጸም ማመቻቸት ውስጥ፣ በዋና የአፈጻጸም መለኪያዎች መካከል ያለው የመገደብ ግንኙነት ትልቅ ፈተና ነው፡ ለምሳሌ፣ የፒክሰል ሚኒአቱራይዜሽን በቀጥታ ወደ PDE መቀነስ ይመራል፣ እና በመጠን ሚኒአቱራይዜሽን ምክንያት የሚከሰቱ የጠርዝ ኤሌክትሪክ መስኮች ክምችት በDCR ላይ ከፍተኛ ጭማሪ ያስከትላል። የሞተውን ጊዜ መቀነስ የድህረ-ግፊት ጫጫታ ያስከትላል እና የጊዜ ጅረት ትክክለኛነትን ያበላሻል። አሁን፣ ዘመናዊው መፍትሔ እንደ DTI/የመከላከያ ዑደት (የመስቀለኛ መንገድን መጨፍለቅ እና DCRን መቀነስ)፣ የፒክሰል ኦፕቲካል ማሻሻያ፣ አዳዲስ ቁሳቁሶችን ማስተዋወቅ (የSiGe አቫላንቼ ንብርብር የኢንፍራሬድ ምላሽን የሚያሻሽል) እና ባለ ሶስት አቅጣጫዊ የተደራረቡ ንቁ የማጥፋት ወረዳዎችን በመጠቀም የተወሰነ የትብብር ማመቻቸትን አግኝቷል።