Przegląd
Dioda to urządzenie półprzewodnikowe, które przekształca światło w prąd. Istnieje wewnętrzna warstwa między warstwami P (dodatnie) i N (ujemnymi). Fotodioda akceptuje energię światła jako wejście do generowania prądu elektrycznego. Fotodiody są również znane jako fotodetektory, fotosensory lub fotodetektory, powszechne są fotodiody (PIN), fotodioda lawinowa (APD), dioda pojedynczej fotonu (SPAD), fotomultiplier silikonu (SIPM / MPPC).
Fotodioda (PIN) znana również jako dioda złącza pin, w której warstwa półprzewodnika typu I jest niska na środku połączenia PN fotodiodowego, może zwiększyć szerokość obszaru wyczerpania, zmniejszyć wpływ ruchu dyfuzji i poprawić szybkość odpowiedzi. Z powodu niskiego stężenia domieszkowania tej warstwy wkładu, prawie wewnętrzny półprzewodnik, nazywa się to-warstwą, więc ta struktura staje się fotodiodą pin;
Fotodioda lawinowa (APD) jest fotodiodą o wzmocnieniu wewnętrznym, zasadą podobną do rurki fotomultiplora. Po dodaniu wysokiego napięcia odwrotnego odchylenia (ogólnie 100-200 V w materiałach silikonowych), wartość prądu wewnętrznego wynoszącą około 100 można uzyskać w APD, stosując efekt zderzenia jonizacji (awaria lawiny);
Dioda Avalanche Single Photon (SPAD) to dioda lawinowa wykrywania fotoelektrycznego z możliwością wykrywania pojedynczego fotonu działającego w APD (diodę Avalanche Photon) w trybie Geiger. Zastosowane do spektroskopii ramanowskiej, pozytronowej tomografii emisyjnej i obszarów obrazowania z całego życia fluorescencyjnego;
Silicon Photomultiplier (SIPM) jest rodzajem pracy nad napięciem rozpadu lawinowego i ma mechanizm gaszenia lawinowego układu fotodiodowego w przejściu, z doskonałą rozdzielczością liczby fotonów i wrażliwością na detektora klimatycznego silikonu.
Fotodiody PIN nie mają efektu mnożnika i są często stosowane w polu wykrywania krótkiego zasięgu. Technologia fotodiody APD Avalanche jest stosunkowo dojrzała i jest najczęściej używanym fotodetektorem. Zwiększenie tetypowego APD jest obecnie 10-100 razy, źródło światła musi znacznie wzrosnąć, aby zapewnić, że APD ma sygnał podczas testu na duże odległości, Diodę Avalanche Single Photon i SIPM / MPPC Silikon Photoptomultiplier istnieje głównie w celu rozwiązania zdolności wzmocnienia i implementacji dużych tablic:
1) SPAD lub SIPM / MPPC to APD działający w trybie Geiger, który może uzyskać wzrost dziesiątek do tysięcy razy, ale koszty systemu i obwodu są wysokie;
2) SIPM / MPPC to tablica wielu SPAD, która może uzyskać wyższy wykrywalny zakres i użyć ze źródłem światła tablicy za pośrednictwem wielu SPAD, dzięki czemu łatwiej jest zintegrować technologię CMOS i ma przewagę nad masową skalą produkcyjną. Ponadto, ponieważ napięcie robocze SIPM jest w większości niższe niż 30 V, nie ma potrzeby systemu wysokiego napięcia, łatwy do zintegrowania z głównym systemem elektrycznym, wewnętrzny wzmocnienie za milion poziomów powoduje również, że wymagania SIPM dla obwodu odczytu na zaprzeździe jest prostsze. Obecnie SIPM jest szeroko stosowany w instrumentach medycznych, wykrywanie i pomiar laserowy (LIDAR), analiza precyzyjna,
Monitorowanie promieniowania, wykrywanie bezpieczeństwa i inne pola, wraz z ciągłym rozwojem SIPM, rozszerzy się ono na więcej pól.
Fotodetektor Test fotoelektryczny
Fotodetektory na ogół muszą najpierw przetestować wafel, a następnie wykonać drugi test na urządzeniu po opakowaniu, aby zakończyć ostateczną analizę charakterystyczną i sortowanie; Gdy fotodetektor działa, musi zastosować napięcie odwrotnego odchylenia, aby wyciągnąć światło. Wygenerowane pary dziury elektronowej są wstrzykiwane w celu uzupełnienia fotogenerowanego nośnika. Tak więc fotodetektory zwykle działają w stanie odwrotnym; Podczas testowania większą uwagę zwraca się na parametry, takie jak prąd ciemny, napięcie odwrotnego rozkładu, pojemność połączenia, reakcja i przesłuch.
Użyj cyfrowego miernika SourceMeasure
Fotoelektryczna charakterystyka wydajności fotodetektorów
Jednym z najlepszych narzędzi do charakterystyki parametrów wydajności fotoelektrycznej jest cyfrowy miernik miary źródłowej (SMU). Cyfrowy miernik pomiaru źródła jako niezależne źródło napięcia lub źródło prądu może wysyłać stałe napięcie, prąd stały lub sygnał impulsu, może być również instrumentem do napięcia lub masy prądu; Trigger wsparcia, wiele instrumentów Połączenie; W przypadku detektora fotoelektrycznego pojedynczego testu próbki i testu weryfikacji wielu próbek kompletny schemat testowy można bezpośrednio zbudować za pomocą pojedynczego miernika miary źródła cyfrowego, wielu mierników miary źródła cyfrowego lub miernika miary źródła karty.
Precyzyjny miernik miary źródła cyfrowego
Zbuduj schemat testu fotoelektryczny detektora fotoelektrycznego
Ciemny prąd
Ciemny prąd jest prądem utworzonym przez rurkę PIN / APD bez oświetlenia; Jest zasadniczo generowany przez właściwości strukturalne samego PIN / APD, które zwykle jest poniżej μA.
Korzystając z miernika miary źródłowej serii S lub serii P, minimalny prąd miernika miary źródłowej serii S serii100 PA, a minimalny prąd miernika pomiaru źródła serii P wynosi 10 PA.
Obwody testowe
IV krzywa ciemnego prądu
Podczas pomiaru prądu niskiego poziomu (