Nooca qaab-dhismeedka qalabka sawir-qaadaha

Noocaqalabka sawir-qaadahaqaab-dhismeed
Sawir-qaadewaa qalab calaamadda indhaha u beddela calaamad koronto, qaab-dhismeedkeeda iyo noocyadeeda, waxaa inta badan loo qaybin karaa qaybaha soo socda:
(1) Sawir-qaadaha sawir-qaadista
Marka aaladaha sawir-qaadista la kulmo iftiinka, qalabka sawir-qaadista ee sawir-qaadista ayaa kordhiya gudbinta waxayna yareysaa iska caabintooda. Qalabka sawir-qaadista ee ku faraxsan heerkulka qolka ayaa u dhaqaaqa si jiho ah iyadoo la adeegsanayo fal-galka garoon koronto, sidaas darteedna soo saara hadda. Marka la eego xaaladda iftiinka, elektaroonada ayaa kacsan oo kala-guur ayaa dhaca. Isla mar ahaantaana, waxay ku socdaan fal-galka garoon koronto si ay u sameeyaan hadda iftiin. Qalabka sawir-qaadista ee ka dhasha ayaa kordhiya gudbinta qalabka sidaas darteedna waxay yareeyaan iska caabinta. Qalabka sawir-qaadista ee sawir-qaadista badanaa waxay muujiyaan faa'iido sare iyo jawaab celin weyn oo ku saabsan waxqabadka, laakiin kama jawaabi karaan calaamadaha indhaha ee soo noqnoqda sare, sidaa darteed xawaaraha jawaabtu waa gaabis, taas oo xaddidaysa isticmaalka aaladaha sawir-qaadista dhinacyo qaar.

(2)Qalabka sawir-qaadaha PN
Qalabka sawir-qaadaha PN waxaa sameeya xiriirka ka dhexeeya walxaha semiconductor-ka nooca P iyo walxaha semiconductor-ka nooca N. Kahor inta aan la samayn xiriirka, labada walxood waxay ku jiraan xaalad gooni ah. Heerka Fermi ee semiconductor-ka nooca P wuxuu ku dhow yahay geeska xarigga valent, halka heerka Fermi ee semiconductor-ka nooca N uu ku dhow yahay geeska xarigga gudbinta. Isla mar ahaantaana, heerka Fermi ee walxaha nooca N ee geeska xarigga gudbinta ayaa si joogto ah hoos ugu dhacaya ilaa heerka Fermi ee labada walxood uu ku jiro boos isku mid ah. Isbeddelka booska xarigga gudbinta iyo xarigga valent waxaa sidoo kale la socda foorarsiga xarigga. Isgoyska PN wuxuu ku jiraa dheelitirnaan wuxuuna leeyahay heer Fermi oo isku mid ah. Laga soo bilaabo dhinaca falanqaynta sideyaasha dallacaadda, inta badan sideyaasha dallacaadda ee walxaha nooca P waa godad, halka inta badan sideyaasha dallacaadda ee walxaha nooca N ay yihiin elektaroono. Marka labada walxood ay is taabtaan, sababtoo ah farqiga u dhexeeya fiirsashada side-ka, elektaroonada ku jira walxaha nooca N-ga ayaa ku faafi doona nooca P-ga, halka elektaroonada ku jira walxaha nooca N-ga ay ku faafi doonaan jihada ka soo horjeeda godadka. Meesha aan la magdhowin ee ay ka tagto faafinta elektaroonada iyo godadka waxay samayn doontaa goob koronto oo ku dhex jirta, goobta korontada ee ku dhex jirtana waxay u janjeertaa side-ka, jihada side-kana waxay ka soo horjeeddaa jihada faafinta, taasoo la macno ah in sameynta goobta korontada ee ku dhex jirta ay ka hortagto faafinta side-ka, waxaana jira faafin iyo side-ka labadaba gudaha isgoyska PN ilaa labada nooc ee dhaqdhaqaaqa la dheellitiro, si socodka side-ka ee taagan uu noqdo eber. Isku dheelitirka firfircoonida gudaha.
Marka isgoyska PN uu la kulmo shucaaca iftiinka, tamarta photon-ka ayaa loo wareejiyaa side-ka, side-ka sawir-qaadista leh, taas oo ah, lammaanaha godka elektarooniga ah ee sawir-qaadista leh, ayaa la sameeyaa. Iyada oo la raacayo ficilka goobta korontada, elektarooniga iyo godka ayaa u socda gobolka N iyo gobolka P siday u kala horreeyaan, iyo socodka jihada ee side-ka sawir-qaadista leh ayaa soo saara koronto-qaadis. Kani waa mabda'a aasaasiga ah ee sawir-qaadista isgoyska PN.

(3)Sawir-qaade PIN ah
Pin photodiode waa walax nooca P ah iyo walax nooca N ah oo u dhaxaysa lakabka I, lakabka I ee walaxda guud ahaan waa walax gudaha ah ama mid yar oo doping ah. Habka shaqadeedu wuxuu la mid yahay isgoyska PN, marka isgoyska PIN uu la kulmo shucaaca iftiinka, photon-ku wuxuu tamarta u wareejiyaa elektaroonada, isagoo soo saaraya sideyaasha dallacaadda sawir-qaadista, goobta korontada gudaha ama goobta korontada dibaddana waxay kala saari doontaa lammaanayaasha daloolka elektarooniga ah ee sawir-qaadista ee lakabka dhimitaanka, sideyaasha dallacaadda ee wareegaya waxay samayn doonaan hadda wareegga dibadda. Doorka uu ka ciyaaro lakabka I waa in la ballaariyo ballaca lakabka dhimitaanka, lakabka I wuxuu si buuxda u noqon doonaa lakabka dhimitaanka iyadoo la raacayo danab weyn oo eex ah, lammaanayaasha daloolka elektarooniga ah ee la soo saarayna si dhakhso ah ayaa loo kala saari doonaa, sidaa darteed xawaaraha jawaabta ee sawir-qaadaha isgoyska PIN guud ahaan wuu ka dhaqso badan yahay kan qalabka PN. Sideyaasha ka baxsan lakabka I waxaa sidoo kale lagu ururiyaa lakabka dhimitaanka iyada oo loo marayo dhaqdhaqaaqa faafinta, iyagoo sameeya hadda faafinta. Dhumucda lakabka I guud ahaan aad bay u khafiifsan tahay, ujeeddadeeduna waa in la hagaajiyo xawaaraha jawaabta ee qalabka.

(4)Sawir-qaade APDphotodiode-ka barafka
Habkaphotodiode-ka barafkawaxay la mid tahay isgoyska PN. Qalabka sawir-qaadaha ee APD wuxuu adeegsadaa isgoyska PN oo aad u dahaaran, danabka hawlgalka ee ku salaysan ogaanshaha APD waa weyn yahay, marka la daro eex weyn oo rogaal celin ah, isku dhaca ionization-ka iyo isku dhufashada barafka ayaa ka dhici doona gudaha APD, waxqabadka qalabka sawir-qaadahana waxaa kordhaya photocurrent-ka. Marka APD uu ku jiro qaabka eex soo horjeeda, goobta korontada ee lakabka dhimashadu aad ayay u xoog badan tahay, qalabka sawir-qaadaha ee uu dhaliyo iftiinka si dhakhso ah ayaa loo kala saari doonaa oo si dhakhso ah ayuu ugu dhex milmi doonaa ficilka goobta korontada. Waxaa jirta suurtogalnimo ah in elektaroonku ay ku dhacaan shabagga inta lagu jiro hawshan, taasoo keenta in elektaroonada shabagga ku jira la ionized. Habkan waa la soo celiyaa, ion-yada ionized-ka ee shabagga ku jira ayaa sidoo kale la isku dhaca shabagga, taasoo keenta in tirada qalabka korontada ku shaqeeya ee APD ay korodho, taasoo keenta haddal weyn. Waa habkan gaarka ah ee jireed ee gudaha APD in qalabka ogaanshaha ee ku salaysan APD guud ahaan ay leeyihiin astaamaha xawaaraha jawaabta degdegga ah, korodhka qiimaha hadda ee weyn iyo xasaasiyad sare. Marka la barbardhigo isgoyska PN iyo isgoyska PIN, APD waxay leedahay xawaare jawaab celin oo dhakhso badan, kaas oo ah xawaaraha jawaab celinta ugu dhaqsaha badan ee tuubooyinka xasaasiga ah ee hadda jira.

(5) Qalabka sawir-qaadaha ee isgoyska Schottky
Qaab-dhismeedka aasaasiga ah ee sawir-qaadaha isgoyska Schottky waa diode Schottky ah, oo astaamaha korontadu ay la mid yihiin kuwa isgoyska PN ee kor lagu sharraxay, wuxuuna leeyahay gudbin hal dhinac ah oo leh gudbin togan iyo jaritaan gadaal ah. Marka bir leh shaqo sare iyo semiconductor leh xiriir shaqo oo hooseeya, waxaa la sameeyaa caqabad Schottky ah, isgoyska ka dhashana waa isgoyska Schottky. Habka ugu weyn wuxuu la mid yahay isgoyska PN, isagoo tusaale u qaadanaya semiconductor-yada nooca N, marka laba walxood ay sameeyaan xiriir, sababtoo ah fiirsashada elektarooniga ee kala duwan ee labada walxood, elektaroonada ku jira semiconductor-ka ayaa si joogto ah ugu faafo dhinaca birta. Elektaroonada kala firdhisan ayaa si joogto ah ugu urura hal dhinac oo birta ah, sidaas darteedna waxay burburiyaan dhexdhexaadnimada korantada ee asalka ah ee birta, iyagoo samaynaya goob koronto oo ku dhex jirta semiconductor-ka ilaa birta dusha sare ee xiriirka, elektaroonadana waxay ku dhex wareegi doonaan ficilka goobta korontada gudaha, faafinta iyo dhaqdhaqaaqa sideha ayaa isla mar la fulin doonaa, ka dib muddo si loo gaaro dheelitirka firfircoon, ugu dambayntiina waxay sameeyaan isgoyska Schottky. Xaaladaha iftiinka, gobolka caqabadda ayaa si toos ah u nuuga iftiinka wuxuuna soo saaraa lammaane godad elektaroonik ah, halka sideyaasha sawir-qaadista ee gudaha isgoyska PN ay u baahan yihiin inay maraan gobolka faafinta si ay u gaaraan gobolka isgoyska. Marka la barbardhigo isgoyska PN, sawir-qaadaha ku salaysan isgoyska Schottky wuxuu leeyahay xawaare jawaab celin oo dhakhso badan, xawaaraha jawaabtuna xitaa wuxuu gaari karaa heerka ns.