Tegund ljósnemabúnaðarbyggingar

Tegund afljósnematækiuppbygging
Ljósnemier tæki sem breytir ljósmerki í rafmerki, uppbygging þess og fjölbreytni má aðallega skipta í eftirfarandi flokka:
(1) Ljósleiðandi ljósnemi
Þegar ljósleiðandi tæki eru útsett fyrir ljósi eykur ljósmyndaða flutningsefnið leiðni sína og minnkar viðnám. Flutningsefnið, sem örvað er við stofuhita, hreyfist í stefnu undir áhrifum rafsviðs og myndar þannig straum. Undir áhrifum ljóss örvast rafeindir og umbreyting á sér stað. Á sama tíma reka þær undir áhrifum rafsviðs og mynda ljósstraum. Ljósmynduðu flutningsefnið eykur leiðni tækisins og minnkar þannig viðnámið. Ljósleiðandi ljósnemar sýna venjulega mikla ávinning og góða svörun, en þeir geta ekki brugðist við hátíðni sjónmerkjum, þannig að svörunarhraðinn er hægur, sem takmarkar notkun ljósleiðandi tækja á sumum sviðum.

(2)PN ljósnemi
PN ljósnemi myndast við snertingu milli P-gerð hálfleiðaraefnis og N-gerð hálfleiðaraefnis. Áður en snerting myndast eru efnin tvö í aðskildu ástandi. Fermi-stigið í P-gerð hálfleiðurum er nálægt brún gildisbandsins, en Fermi-stigið í N-gerð hálfleiðurum er nálægt brún leiðnibandsins. Á sama tíma færist Fermi-stig N-gerð efnisins á brún leiðnibandsins stöðugt niður þar til Fermi-stig efnanna tveggja er í sömu stöðu. Breyting á stöðu leiðnibandsins og gildisbandsins fylgir einnig beygju bandsins. PN-tengingin er í jafnvægi og hefur einsleitt Fermi-stig. Hvað varðar greiningu á hleðsluflutningsaðilum eru flestir hleðsluflutningsaðilar í P-gerð efnum holur, en flestir hleðsluflutningsaðilar í N-gerð efnum eru rafeindir. Þegar efnin tvö eru í snertingu, vegna mismunar á styrk flutningsaðila, munu rafeindirnar í N-gerð efnum dreifast í P-gerð, en rafeindirnar í N-gerð efnum munu dreifast í gagnstæða átt miðað við holurnar. Óbætta svæðið sem eftir verður við dreifingu rafeinda og holna mun mynda innbyggt rafsvið, og innbyggða rafsviðið mun stefna að reki burðarbylgjunnar, og rekstefnan er nákvæmlega öfug dreifingarstefnunni, sem þýðir að myndun innbyggða rafsviðsins kemur í veg fyrir dreifingu burðarbylgjanna, og bæði dreifing og rek eru inni í PN-gatinu þar til þessar tvær tegundir hreyfinga eru jafnvægar, þannig að stöðuga burðarflæðið er núll. Innri kraftmikil jafnvægi.
Þegar ljósgeislun frá PN-tengingunni flyst orka ljóseindarinnar til flutningsaðilans og ljósmyndaði flutningsaðilinn, þ.e. ljósmyndaða rafeinda-holuparið, myndast. Undir áhrifum rafsviðsins færast rafeindin og holan að N-svæðinu og P-svæðinu, og stefnuvirkni ljósmyndaða flutningsaðilans myndar ljósstraum. Þetta er grunnreglan á bak við ljósnema fyrir PN-tengingu.

(3)PIN ljósnemi
Pinna ljósdíóða er P-gerð efni og N-gerð efni milli I-lagsins, I-lag efnisins er almennt innra eða lág-dópandi efni. Virkni þess er svipuð og PN-tenging, þegar PIN-tengingin er útsett fyrir ljósgeislun, flytur ljóseindin orku til rafeindarinnar, sem myndar ljósmyndaða hleðsluflutninga, og innra eða ytra rafsvið aðskilur ljósmyndaða rafeinda-holupar í eyðingarlaginu, og rekin hleðsluflutningaflutningaflutninga mynda straum í ytri hringrásinni. Hlutverk lags I er að stækka breidd eyðingarlagsins, og lag I verður alveg að eyðingarlagi undir mikilli spennu, og myndaða rafeinda-holupar aðskiljast hratt, þannig að svörunarhraði PIN-tengingar ljósnema er almennt hraðari en PN-tengingar skynjarans. Bær utan I-lagsins safnast einnig upp af eyðingarlaginu með dreifingarhreyfingu, sem myndar dreifistraum. Þykkt I-lagsins er almennt mjög þunn og tilgangur þess er að bæta svörunarhraða skynjarans.

(4)APD ljósnemisnjóflóðaljósdíóða
Verkunarháttursnjóflóðaljósdíóðaer svipað og PN-tenging. APD ljósnemi notar mjög efnað PN-tengingu, rekstrarspennan sem byggir á APD-greiningu er mikil, og þegar mikil öfugspenna er bætt við, mun árekstrarjónun og snjóflóðafjölgun eiga sér stað innan APD, og ​​afköst skynjarans aukast með ljósstraumnum. Þegar APD er í öfugspennuham verður rafsviðið í tæmingarlaginu mjög sterkt og ljósflutningsberarnir sem myndast við ljósið aðskiljast hratt og reka hratt undir áhrifum rafsviðsins. Það er líklegt að rafeindir rekist á grindina meðan á þessu ferli stendur, sem veldur því að rafeindir í grindinni jónast. Þetta ferli endurtekur sig og jónuðu jónirnar í grindinni rekast einnig á grindina, sem veldur því að fjöldi hleðsluflutningsbera í APD eykst, sem leiðir til mikils straums. Það er þessi einstaki eðlisfræðilegi verkunarháttur innan APD sem gerir APD-byggða skynjara almennt einkenni hraðs svörunarhraða, mikillar straumgildisaukningar og mikillar næmni. Í samanburði við PN-tengingu og PIN-tengingu hefur APD hraðari svörunarhraða, sem er hraðasti svörunarhraðinn meðal núverandi ljósnæmra röra.

(5) Ljósnemi fyrir Schottky-tengingar
Grunnbygging Schottky-tengingarljósnemans er Schottky-díóða, sem hefur svipaða rafmagnseiginleika og PN-tengingarinnar sem lýst er hér að ofan, og hún hefur einátta leiðni með jákvæðri leiðni og öfugri afslöppun. Þegar málmur með hátt vinnufall og hálfleiðari með lágt vinnufall mynda snertingu myndast Schottky-hindrun og tengingin sem myndast er Schottky-tenging. Meginferlið er nokkuð svipað og PN-tenging, ef við tökum N-gerð hálfleiðara sem dæmi, þegar tvö efni mynda snertingu, vegna mismunandi rafeindaþéttni efnanna tveggja, munu rafeindir í hálfleiðaranum dreifast til málmhliðarinnar. Dreifðu rafeindir safnast stöðugt fyrir í öðrum enda málmsins og eyðileggja þannig upprunalega rafmagnshlutleysi málmsins og mynda innbyggt rafsvið frá hálfleiðaranum að málminum á snertifletinum og rafeindirnar munu reka undir áhrifum innra rafsviðsins og dreifing og rek hreyfing flutningsaðilans mun eiga sér stað samtímis, eftir smá tíma til að ná jafnvægi og að lokum mynda Schottky-tengingu. Við birtuskilyrði gleypir hindrunarsvæðið ljós beint og myndar rafeinda-holupör, en ljósmyndaðir flutningsaðilar innan PN-tengingarinnar þurfa að fara í gegnum dreifingarsvæðið til að ná til tengingarsvæðisins. Ljósnemar sem byggja á Schottky-tengingu hafa hraðari svörunarhraða en PN-tengingar, og svörunarhraðinn getur jafnvel náð ns-stigi.