የፎቶዲቴክተር መሣሪያ መዋቅር አይነት

አይነትየፎቶ ማወቂያ መሳሪያመዋቅር
ፎቶዲቴክተርየኦፕቲካል ሲግናልን ወደ ኤሌክትሪክ ሲግናል የሚቀይር መሳሪያ ሲሆን አወቃቀሩ እና ልዩነቱ በዋናነት በሚከተሉት ምድቦች ሊከፈል ይችላል፡
(1) የፎቶኮንዳክቲቭ ፎቶዲቴክተር
የፎቶ ኮንዳክቲቭ መሳሪያዎች ለብርሃን ሲጋለጡ፣ የፎቶ ማምረቻ ተሸካሚው የኮንዳክቲቭነታቸውን መጠን ይጨምራል እና የመቋቋም አቅማቸውን ይቀንሳል። በክፍል ሙቀት ውስጥ የሚንቀሳቀሱ ተሸካሚዎች በኤሌክትሪክ መስክ ተግባር ስር አቅጣጫዊ በሆነ መንገድ ይንቀሳቀሳሉ፣ በዚህም ጅረት ይፈጥራሉ። በብርሃን ሁኔታ ውስጥ፣ ኤሌክትሮኖች ይደሰታሉ እና ሽግግር ይከሰታል። በተመሳሳይ ጊዜ፣ በኤሌክትሪክ መስክ ተግባር ስር ይንሸራተታሉ እና የፎቶ ጅረት ይፈጥራሉ። የተገኙት የፎቶ ጅረት ተሸካሚዎች የመሳሪያውን ኮንዳክቲቭነት ይጨምራሉ እና በዚህም ተቃውሞውን ይቀንሳሉ። የፎቶ ኮንዳክቲቭ ፎቶ መመርመሪያዎች ብዙውን ጊዜ በአፈፃፀም ውስጥ ከፍተኛ ትርፍ እና ከፍተኛ ምላሽ ይሰጣሉ፣ ነገር ግን ለከፍተኛ ድግግሞሽ የኦፕቲካል ምልክቶች ምላሽ መስጠት አይችሉም፣ ስለዚህ የምላሽ ፍጥነት ቀርፋፋ ነው፣ ይህም በአንዳንድ ገጽታዎች የፎቶ ኮንዳክቲቭ መሳሪያዎችን አጠቃቀም ይገድባል።

(2)የፒኤን ፎቶዲቴክተር
የፒኤን ፎቶዲቴክተር የሚፈጠረው በፒ-አይነት ሴሚኮንዳክተር ቁሳቁስ እና በኤን-አይነት ሴሚኮንዳክተር ቁሳቁስ መካከል ባለው ግንኙነት ነው። ግንኙነቱ ከመፈጠሩ በፊት ሁለቱ ቁሳቁሶች በተለየ ሁኔታ ውስጥ ናቸው። በፒ-አይነት ሴሚኮንዳክተር ውስጥ ያለው የፌርሚ ደረጃ ከቫሌንሲንግ ባንድ ጠርዝ ጋር ቅርብ ሲሆን በኤን-አይነት ሴሚኮንዳክተር ውስጥ ያለው የፌርሚ ደረጃ ደግሞ ከኮንዳክሽን ባንድ ጠርዝ ጋር ቅርብ ነው። በተመሳሳይ ጊዜ፣ በኮንዳክሽን ባንድ ጠርዝ ላይ ያለው የኤን-አይነት ቁሳቁስ የፌርሚ ደረጃ የሁለቱ ቁሳቁሶች የፌርሚ ደረጃ በተመሳሳይ ቦታ እስኪሆን ድረስ ያለማቋረጥ ወደ ታች ይቀየራል። የኮንዲሽን ባንድ እና የቫሌንሲንግ ባንድ አቀማመጥ ለውጥ ከባንዱ መታጠፍ ጋር አብሮ ይመጣል። የፒኤን መጋጠሚያ ሚዛናዊ ሲሆን ወጥ የሆነ የፌርሚ ደረጃ አለው። ከቻርጅ ተሸካሚ ትንተና አንፃር፣ በፒ-አይነት ቁሳቁሶች ውስጥ ያሉት አብዛኛዎቹ የቻርጅ ተሸካሚዎች ቀዳዳዎች ሲሆኑ በኤን-አይነት ቁሳቁሶች ውስጥ ያሉት አብዛኛዎቹ የቻርጅ ተሸካሚዎች ኤሌክትሮኖች ናቸው። ሁለቱ ቁሳቁሶች ሲገናኙ፣ በተሸካሚ ክምችት ልዩነት ምክንያት፣ በN-ዓይነት ቁሳቁሶች ውስጥ ያሉት ኤሌክትሮኖች ወደ P-ዓይነት ይሰራጫሉ፣ በN-ዓይነት ቁሳቁሶች ውስጥ ያሉት ኤሌክትሮኖች ደግሞ ከቀዳዳዎቹ በተቃራኒ አቅጣጫ ይሰራጫሉ። በኤሌክትሮኖች እና ቀዳዳዎች ስርጭት የሚቀረው ያልተካካሰው ቦታ አብሮ የተሰራ የኤሌክትሪክ መስክ ይፈጥራል፣ እና አብሮ የተሰራው የኤሌክትሪክ መስክ የተሸካሚ ​​ተንሸራታችነትን ያዞራል፣ እና የመንሸራተቻ አቅጣጫ ከመሰራጨት አቅጣጫ ተቃራኒ ነው፣ ይህ ማለት አብሮ የተሰራው የኤሌክትሪክ መስክ መፈጠር የተሸካሚዎችን ስርጭት ይከላከላል፣ እና ሁለቱ የእንቅስቃሴ ዓይነቶች እስኪስተካከሉ ድረስ በPN መጋጠሚያ ውስጥ ስርጭት እና መንሸራተት አለ፣ ስለዚህም የማይንቀሳቀስ ተሸካሚ ፍሰት ዜሮ ይሆናል። ውስጣዊ ተለዋዋጭ ሚዛን።
የፒኤን መጋጠሚያ ለብርሃን ጨረር ሲጋለጥ፣ የፎቶን ኃይል ወደ ተሸካሚው ይተላለፋል፣ እና ፎቶ የተፈጠረው ተሸካሚ ማለትም ፎቶ የተፈጠረው ኤሌክትሮን-ሆል ጥንድ ይፈጠራል። በኤሌክትሪክ መስክ ተግባር ስር፣ ኤሌክትሮኑ እና ቀዳዳው በቅደም ተከተል ወደ N ክልል እና P ክልል ይንሸራተታሉ፣ እና የፎቶ የተፈጠረው ተሸካሚ አቅጣጫዊ መንሸራተት የፎቶ ጅረት ያመነጫል። ይህ የፒኤን መጋጠሚያ ፎቶ መመርመሪያ መሰረታዊ መርህ ነው።

(3)የፒን ፎቶ ፈላጊ
የፒን ፎቶዲዮድ በ I ንብርብር መካከል የ P-ዓይነት ቁሳቁስ እና የ N-ዓይነት ቁሳቁስ ሲሆን የቁሱ I ንብርብር በአጠቃላይ ውስጣዊ ወይም ዝቅተኛ-ዶፒንግ ቁሳቁስ ነው። የአሠራር ዘዴው ከ PN መጋጠሚያ ጋር ተመሳሳይ ነው፣ የፒን መጋጠሚያ ለብርሃን ጨረር ሲጋለጥ፣ ፎቶን ኃይል ወደ ኤሌክትሮኑ ያስተላልፋል፣ የፎቶ-የመነጩ ቻርጅ ተሸካሚዎችን ያመነጫል፣ እና ውስጣዊው የኤሌክትሪክ መስክ ወይም ውጫዊው የኤሌክትሪክ መስክ በመሟሟት ንብርብር ውስጥ የፎቶ-የመነጩ ኤሌክትሮን-ቀዳዳ ጥንዶችን ይለያል፣ እና የተንሳፈፉ ቻርጅ ተሸካሚዎች በውጫዊው ዑደት ውስጥ ጅረት ይፈጥራሉ። ንብርብር I የሚጫወተው ሚና የመሟሟት ንብርብር ስፋትን ማስፋት ነው፣ እና ንብርብር I ሙሉ በሙሉ በትልቅ ባላያ ቮልቴጅ ስር የመሟሟት ንብርብር ይሆናል፣ እና የሚመነጩት የኤሌክትሮን-ቀዳዳ ጥንዶች በፍጥነት ይለያሉ፣ ስለዚህ የፒን መጋጠሚያ ፎቶዲዮተር የምላሽ ፍጥነት በአጠቃላይ ከ PN መጋጠሚያ መፈለጊያ ፈጣን ነው። ከ I ንብርብር ውጭ ያሉ ተሸካሚዎች በመሟሟት ንብርብር በስርጭት እንቅስቃሴ በኩል ይሰበሰባሉ፣ ይህም የስርጭት ፍሰት ይፈጥራል። የ I ንብርብር ውፍረት በአጠቃላይ በጣም ቀጭን ነው፣ እና ዓላማው የመርማሪውን የምላሽ ፍጥነት ማሻሻል ነው።

(4)የኤፒዲ ፎቶዲተርየአቬላንች ፎቶዲዮድ
የየአቬላንች ፎቶዲዮድከPN መጋጠሚያ ጋር ተመሳሳይ ነው። APD ፎቶዲቴክተር በከፍተኛ ሁኔታ የተለጠፈ የፒኤን መጋጠሚያ ይጠቀማል፣ በAPD ማወቂያ ላይ የተመሰረተው የአሠራር ቮልቴጅ ትልቅ ነው፣ እና ትልቅ የተገላቢጦሽ አድልዎ ሲጨመር፣ የግጭት አዮኒዜሽን እና የአቬላንች ማባዛት በAPD ውስጥ ይከሰታል፣ እና የመለየቱ አፈፃፀም የፎቶ ጅረት ይጨምራል። APD በተገላቢጦሽ አድልዎ ሁነታ ላይ ሲሆን፣ በመሟሟት ንብርብር ውስጥ ያለው የኤሌክትሪክ መስክ በጣም ጠንካራ ይሆናል፣ እና በብርሃን የሚመነጩት ፎቶ የሚመነጩ ተሸካሚዎች በፍጥነት ይለያሉ እና በኤሌክትሪክ መስክ ተግባር ስር በፍጥነት ይንሳፈፋሉ። በዚህ ሂደት ውስጥ ኤሌክትሮኖች ወደ ጥልፍልፍ ውስጥ የመጋጨት እድል አለ፣ ይህም በላቲሱ ውስጥ ያሉት ኤሌክትሮኖች አዮኒዝድ እንዲሆኑ ያደርጋል። ይህ ሂደት ይደገማል፣ እና በላቲሱ ውስጥ ያሉት ionized አየኖችም ከላቲሱ ጋር ይጋጫሉ፣ ይህም በAPD ውስጥ ያሉ የኃይል ተሸካሚዎች ብዛት እንዲጨምር ያደርጋል፣ ይህም ትልቅ ጅረት ያስከትላል። በAPD ውስጥ የተመሰረቱ መመርመሪያዎች በአጠቃላይ ፈጣን የምላሽ ፍጥነት፣ ትልቅ የአሁኑ እሴት መጨመር እና ከፍተኛ ትብነት ባህሪያት ያላቸው ይህ ልዩ አካላዊ ዘዴ ነው። ከፒኤን መጋጠሚያ እና ፒን መጋጠሚያ ጋር ሲነጻጸር፣ APD ፈጣን የምላሽ ፍጥነት አለው፣ ይህም በአሁኑ ጊዜ ካሉት የፎቶሴንሲቲቭ ቱቦዎች መካከል ፈጣኑ የምላሽ ፍጥነት ነው።

(5) የሾትኪ መጋጠሚያ ፎቶዲቴክተር
የሾትኪ መጋጠሚያ ፎቶዲቴክተር መሰረታዊ መዋቅር የሾትኪ ዳዮድ ሲሆን የኤሌክትሪክ ባህሪያቱ ከላይ ከተገለጸው የPN መጋጠሚያ ጋር ተመሳሳይ የሆኑ ሲሆን አወንታዊ ኮንዳክሽን እና የተገላቢጦሽ መቆራረጥ ያለው አንድ አቅጣጫዊ ኮንዳክሽን አለው። ከፍተኛ የስራ ተግባር ያለው ብረት እና ዝቅተኛ የስራ ተግባር ቅርፅ ያለው ሴሚኮንዳክተር ሲፈጠር የሾትኪ መጋጠሚያ ይፈጠራል፣ እና የተገኘው መጋጠሚያ የሾትኪ መጋጠሚያ ይሆናል። ዋናው ዘዴ ከPN መጋጠሚያ ጋር በተወሰነ መልኩ ተመሳሳይ ነው፣ የN-አይነት ሴሚኮንዳክተሮችን እንደ ምሳሌ በመውሰድ፣ ሁለት ቁሳቁሶች በሁለቱ ቁሳቁሶች የተለያዩ የኤሌክትሮን ክምችት ምክንያት ሲገናኙ፣ በሴሚኮንዳክተር ውስጥ ያሉት ኤሌክትሮኖች ወደ ብረት ጎን ይሰራጫሉ። የተበታተኑ ኤሌክትሮኖች በብረቱ አንድ ጫፍ ያለማቋረጥ ይከማቻሉ፣ በዚህም የብረቱን የመጀመሪያውን የኤሌክትሪክ ገለልተኛነት ያጠፋሉ፣ ከሴሚኮንዳክተር ወደ ግንኙነቱ ወለል ላይ ካለው ብረት የተሰራ የኤሌክትሪክ መስክ ይፈጥራሉ፣ እና ኤሌክትሮኖች በውስጣዊው የኤሌክትሪክ መስክ ተግባር ስር ይንሳፈፋሉ፣ እና የአጓጓዡ ስርጭት እና የመንሸራተት እንቅስቃሴ በተመሳሳይ ጊዜ ይከናወናል፣ ከተወሰነ ጊዜ በኋላ ተለዋዋጭ ሚዛን ለመድረስ እና በመጨረሻም የሾትኪ መጋጠሚያ ይመሰርታሉ። በብርሃን ሁኔታዎች ውስጥ፣ የመከላከያ ክልሉ ብርሃንን በቀጥታ ይቀበላል እና የኤሌክትሮን-ሆል ጥንዶችን ያመነጫል፣ በፒኤን መጋጠሚያ ውስጥ ያሉት ፎቶ የሚመነጩ ተሸካሚዎች ደግሞ የመጋጠሚያ ክልሉን ለመድረስ በማሰራጫ ክልሉ ውስጥ ማለፍ አለባቸው። ከፒኤን መጋጠሚያ ጋር ሲነጻጸር፣ በሾትኪ መጋጠሚያ ላይ የተመሰረተው የፎቶዲቴክተር ፈጣን የምላሽ ፍጥነት አለው፣ እና የምላሽ ፍጥነቱ ወደ ns ደረጃ እንኳን ሊደርስ ይችላል።