Miért vannak a félvezető fotó-diódák fordított torzítással?
1. Megnövekedett érzékenység:
* Kiterülési régió: A fordított torzítás kiszélesíti a kimerülési régiót a diódában. Ez a régió lényegében nincs szabad töltőhordozó (elektronok és lyukak), és szélesebb "üres helyet" hoz létre a félvezető anyagban.
* Elektromos mező: A fordított torzítás feszültsége erős elektromos mezőt hoz létre a kimerülési régióban.
* Hatékony töltésgyűjtés: Amikor a könnyű fotonok ütik a diódát, elektron-lyuk párokat generálnak. Az elektromos mező ezeket a hordozókat elviszi egymástól, megakadályozva a rekombinációt és biztosítva a generált töltés hatékony gyűjtését.
2. Alacsony sötét áram:
* Csökkent hőtermelés: A fordított torzítás elnyomja az elektron-lyuk-párok termikus generációját a kimerülési régióban, minimalizálva a "sötét áramot", amely még fény hiányában is áramlik. Ez elengedhetetlen a pontos fényérzékeléshez.
3. Gyors válaszidő:
* Csökkent kapacitás: A fordított torzításhoz kapcsolódó szélesebb kimerülési régió hatékonyan csökkenti a fotodiod kapacitását. Ez gyorsabb válaszidőket eredményez, lehetővé téve a dióda számára, hogy gyorsabban reagáljon a fényintenzitás változásaira.
4. Linearitás:
* Konzisztens válasz: A fordított torzítás művelet biztosítja a beeső fényintenzitás és a fotodiod kimeneti árama közötti lineáris kapcsolatot. Ez a linearitás elengedhetetlen a fényintenzitás pontos méréséhez.
Összegzés:
A fotodiód fordított torzítása javítja érzékenységét, csökkenti a sötét áramot, javítja a válaszidőt, és biztosítja a működésének linearitását, ideálisvá téve a fényérzékelés, a mérés és az optikai kommunikáció különféle alkalmazásaihoz.