ہمسھلن فوٹوٹیکٹر (اے پی ڈی فوٹو ڈیٹیکٹر) پارٹ ٹو کا اصول اور موجودہ صورتحال

اصول اور موجودہ صورتحالبرفانی تودے والا فوٹو ڈیٹیکٹر (اے پی ڈی فوٹوڈیٹر) حصہ دو

2.2 اے پی ڈی چپ ڈھانچہ
معقول چپ ڈھانچہ اعلی کارکردگی والے آلات کی بنیادی ضمانت ہے۔ اے پی ڈی کا ساختی ڈیزائن بنیادی طور پر آر سی ٹائم کو مستقل ، ہیٹروجکشن میں سوراخ کی گرفتاری ، تخفیف کے خطے کے ذریعے کیریئر ٹرانزٹ ٹائم وغیرہ پر غور کرتا ہے۔ اس کے ڈھانچے کی ترقی کا خلاصہ ذیل میں کیا گیا ہے:

(1) بنیادی ڈھانچہ
سب سے آسان اے پی ڈی ڈھانچہ پن فوٹوڈیڈ پر مبنی ہے ، پی ریجن اور این خطے کو بھاری ڈوپڈ کیا جاتا ہے ، اور این ٹائپ یا پی قسم کے دوگنا ریپلینٹ خطے کو ملحقہ پی خطے یا این خطے میں ثانوی الیکٹران اور سوراخ کے جوڑے پیدا کرنے کے لئے متعارف کرایا جاتا ہے ، تاکہ بنیادی فوٹو کارنٹ کی وسعت کا ادراک کیا جاسکے۔ INP سیریز کے مواد کے ل ، ، کیونکہ سوراخ کا اثر آئنائزیشن گتانک الیکٹران اثر آئنائزیشن کے گتانک سے زیادہ ہوتا ہے ، لہذا N-قسم ڈوپنگ کا فائدہ عام طور پر P خطے میں رکھا جاتا ہے۔ ایک مثالی صورتحال میں ، صرف سوراخوں کو حاصل کرنے والے خطے میں داخل کیا جاتا ہے ، لہذا اس ڈھانچے کو سوراخ سے انجیکشن ڈھانچہ کہا جاتا ہے۔

(2) جذب اور فائدہ کو ممتاز کیا جاتا ہے
INP کی وسیع بینڈ گیپ خصوصیات کی وجہ سے (INP 1.35EV ہے اور INGAAS 0.75EV ہے) ، عام طور پر INP کو جذب زون کے مواد کے طور پر گین زون میٹریل اور انگاس کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔

(3) جذب ، تدریجی اور حاصل (SAGM) ڈھانچے بالترتیب تجویز کیے جاتے ہیں
فی الحال ، زیادہ تر تجارتی اے پی ڈی ڈیوائسز INP/INGAAS مواد ، INGAAS کو جذب پرت کے طور پر استعمال کرتے ہیں ، بغیر کسی خرابی کے اعلی الیکٹرک فیلڈ (> 5x105V/سینٹی میٹر) کے تحت INP ، کو ایک گین زون میٹریل کے طور پر استعمال کیا جاسکتا ہے۔ اس مواد کے ل this ، اس اے پی ڈی کا ڈیزائن یہ ہے کہ برفانی تودے کا عمل سوراخوں کے تصادم کے ذریعہ این قسم کے INP میں تشکیل دیا جاتا ہے۔ INP اور INGAAS کے مابین بینڈ کے فرق میں بڑے فرق پر غور کرتے ہوئے ، والینس بینڈ میں تقریبا 0.4EV کی توانائی کی سطح کا فرق INP کی ضرب پرت تک پہنچنے سے پہلے heterojunction کے کنارے پر رکاوٹ پیدا ہونے والے انگاس جذب کی پرت میں پیدا ہونے والے سوراخوں کو بناتا ہے اور اس کی رفتار بہت کم ہوتی ہے ، جس کے نتیجے میں طویل ردعمل کا وقت اور اس APD کی تنگ بینڈوتھ ہوتی ہے۔ اس مسئلے کو دونوں مواد کے مابین INGAASP منتقلی پرت شامل کرکے حل کیا جاسکتا ہے۔

(4) جذب ، تدریجی ، چارج اور گین (SAGCM) ڈھانچے بالترتیب تجویز کیے جاتے ہیں
جذب پرت اور گین پرت کی برقی فیلڈ تقسیم کو مزید ایڈجسٹ کرنے کے ل the ، چارج پرت کو ڈیوائس ڈیزائن میں متعارف کرایا جاتا ہے ، جو آلہ کی رفتار اور ردعمل کو بہت بہتر بناتا ہے۔

(5) گونجنے والا بڑھا ہوا (RCE) SAGCM ڈھانچہ
روایتی ڈٹیکٹروں کے مذکورہ بالا زیادہ سے زیادہ ڈیزائن میں ، ہمیں اس حقیقت کا سامنا کرنا ہوگا کہ جذب پرت کی موٹائی آلہ کی رفتار اور کوانٹم کارکردگی کے لئے متضاد عنصر ہے۔ جذب کرنے والی پرت کی پتلی موٹائی کیریئر ٹرانزٹ ٹائم کو کم کرسکتی ہے ، لہذا ایک بڑی بینڈوتھ حاصل کی جاسکتی ہے۔ تاہم ، ایک ہی وقت میں ، اعلی کوانٹم کارکردگی کو حاصل کرنے کے ل the ، جذب پرت کو کافی موٹائی کی ضرورت ہے۔ اس مسئلے کا حل گونج گہا (آر سی ای) ڈھانچہ ہوسکتا ہے ، یعنی تقسیم شدہ بریگ ریفلیکٹر (ڈی بی آر) آلے کے نیچے اور اوپر پر ڈیزائن کیا گیا ہے۔ ڈی بی آر آئینے میں دو طرح کے مواد پر مشتمل ہوتا ہے جس میں ڈھانچے میں کم اضطراب انگیز انڈیکس اور اعلی اضطراب انگیز انڈیکس ہوتا ہے ، اور دونوں باری باری بڑھتے ہیں ، اور ہر پرت کی موٹائی سیمیکمڈکٹر میں واقعہ کی روشنی کی طول موج 1/4 سے ملتی ہے۔ ڈیٹیکٹر کا گونجنے والا ڈھانچہ رفتار کی ضروریات کو پورا کرسکتا ہے ، جذب پرت کی موٹائی کو بہت پتلا بنایا جاسکتا ہے ، اور کئی عکاسی کے بعد الیکٹران کی کوانٹم کارکردگی میں اضافہ کیا جاتا ہے۔

(6) کنارے جوڑے ہوئے ویو گائڈ ڈھانچہ (WG-APD)
آلہ کی رفتار اور کوانٹم کی کارکردگی پر جذب پرت کی موٹائی کے مختلف اثرات کے تضاد کو حل کرنے کا ایک اور حل یہ ہے کہ کنارے کے جوڑے والے ویو گائڈ ڈھانچے کو متعارف کرایا جائے۔ یہ ڈھانچہ پہلو سے روشنی میں داخل ہوتا ہے ، کیونکہ جذب کی پرت بہت لمبی ہے ، اعلی کوانٹم کی کارکردگی حاصل کرنا آسان ہے ، اور ایک ہی وقت میں ، جذب کی پرت کو بہت پتلی بنایا جاسکتا ہے ، جس سے کیریئر ٹرانزٹ کا وقت کم ہوتا ہے۔ لہذا ، یہ ڈھانچہ جذب کی پرت کی موٹائی پر بینڈوتھ اور کارکردگی کے مختلف انحصار کو حل کرتا ہے ، اور توقع کی جاتی ہے کہ اعلی شرح اور اعلی کوانٹم کارکردگی اے پی ڈی کو حاصل کیا جائے گا۔ ڈبلیو جی-اے پی ڈی کا عمل آر سی ای اے پی ڈی کے مقابلے میں آسان ہے ، جو ڈی بی آر آئینے کی پیچیدہ تیاری کے عمل کو ختم کرتا ہے۔ لہذا ، یہ عملی میدان میں زیادہ ممکن ہے اور عام طیارے آپٹیکل کنکشن کے ل suitable موزوں ہے۔

3. نتیجہ
برفانی تودے کی ترقیفوٹوڈیکٹرمواد اور آلات کا جائزہ لیا جاتا ہے۔ INP مواد کی الیکٹران اور سوراخ کے تصادم آئنائزیشن کی شرح انالوں کے قریب ہے ، جو دو کیریئر علامتوں کے دوہرے عمل کی طرف جاتا ہے ، جس سے برفانی تودے کی عمارت کو زیادہ وقت مل جاتا ہے اور شور میں اضافہ ہوتا ہے۔ خالص انالاس مواد کے مقابلے میں ، انگااس (پی) /انالاس اور (ال) گا اے اے /انالاس کوانٹم کنویں کے ڈھانچے میں تصادم آئنائزیشن گتانک کا تناسب بڑھتا ہے ، لہذا شور کی کارکردگی کو بہت تبدیل کیا جاسکتا ہے۔ ڈھانچے کے لحاظ سے ، آلے کی رفتار اور کوانٹم کی کارکردگی پر جذب پرت کی موٹائی کے مختلف اثرات کے تضادات کو حل کرنے کے لئے ، گونجٹر بڑھا ہوا (RCE) SAGCM ڈھانچہ اور کنارے کے جوڑے والے ویو گائڈ ڈھانچہ (WG-APD) تیار کیا گیا ہے۔ عمل کی پیچیدگی کی وجہ سے ، ان دونوں ڈھانچے کے مکمل عملی اطلاق کو مزید تلاش کرنے کی ضرورت ہے۔