Aperçu
La diode est un dispositif semi-conducteur qui convertit la lumière en courant. Il existe une couche intrinsèque entre les couches P (positive) et n (négatives). La photodiode accepte l'énergie lumineuse en entrée pour générer un courant électrique. Les photodiodes sont également connues sous le nom de photodétecteurs, de photosenseurs ou de photodétecteurs, sont des photodiodes (PIN), des photodiodes d'avalanche (APD), une diode d'avalanche de photon unique (SPAD), un photomultiplier en silicium (SIPM / MPPC).
Photodiode (PIN) également connue sous le nom de diode de jonction de broches, où une couche de semi-conducteur de type I est faible au milieu de la jonction PN photodiode, peut augmenter la largeur de la zone de déplétion, réduire l'impact du mouvement de diffusion et améliorer la vitesse de réponse. En raison de la faible concentration de dopage de cette couche d'incorporation, semi-conducteur presque intrinsèque, il s'appelle i-couche, donc cette structure devient la photodiode PIN;
La photodiode d'avalanche (APD) est une photodiode avec un gain interne, le principe similaire à un tube photomultiplier. Après avoir ajouté une tension de biais inverse élevée (généralement 100-200 V dans les matériaux en silicium), un gain de courant interne d'environ 100 peut être obtenu dans l'APD en utilisant l'effet de collision d'ionisation (panne d'avalanche);
La diode d'avalanche à photons unique (SPAD) est une diode d'avalanche de détection photoélectrique avec une capacité de détection de photons unique fonctionnant dans APD (diode photon d'avalanche) en mode Geiger. Appliqué à la spectroscopie Raman, à la tomographie par émission de positrons et aux zones d'imagerie à vie de la fluorescence;
Le photomultiplier en silicium (SIPM) est une sorte de travail sur la tension de panne d'avalanche et a le mécanisme de trempe d'avalanche de la réseau de photodiode d'avalanche en parallèle, avec une excellente résistance de photon et une sensibilité à la détection des photons unique du détecteur de faible luminosité en silicium, une structure compactée à haute sensibilité, un faible biais, un champ de terres magnétique sensible.
Les photodiodes PIN n'ont pas d'effet multiplicateur et sont souvent appliquées dans le champ de détection à court terme. La technologie APD Avalanche Photodiode est relativement mature et est le photodétecteur le plus utilisé. Le gain théypique de l'APD est actuellement de 10 à 100 fois, la source de lumière doit augmenter considérablement pour garantir que l'APD a un signal pendant le test à longue distance, la diode avalanche à photon unique et le silicium silicium SIPM / MPPC existent principalement pour résoudre la capacité de gain et la mise en œuvre de tableaux de grande taille:
1) SPAD ou SIPM / MPPC est un APD travaillant en mode Geiger, qui peut obtenir un gain de dizaines à des milliers de fois, mais les coûts du système et du circuit sont élevés;
2) SIPM / MPPC est une forme de tableau de multiples SPAD, qui peut obtenir une plage et une utilisation détectables plus élevés avec une source d'éclairage de tableau via plusieurs SPAD, il est donc plus facile d'intégrer la technologie CMOS et a l'avantage du coût de l'échelle de production de masse. De plus, comme la tension de fonctionnement SIPM est principalement inférieure à 30 V, pas besoin de système haute tension, facile à intégrer avec les systèmes électroniques traditionnels, le gain interne à million en fait également des exigences SIPM pour le circuit de lecture en arrière plus simple. À l'heure actuelle, le SIPM est largement utilisé dans les instruments médicaux, la détection et la mesure du laser (LiDAR), l'analyse de précision,
Surveillance des radiations, détection de sécurité et autres champs, avec le développement continu du SIPM, il s'étendra à plus de champs.
Test photoélectrique photodétecteur
Les photodétecteurs doivent généralement tester d'abord la tranche, puis effectuer un deuxième test sur l'appareil après l'emballage pour terminer la fonction d'analyse et de tri caractéristiques finales; Lorsque le photodétecteur fonctionne, il doit appliquer une tension de polarisation inversée pour retirer la lumière. Les paires d'électrons générées sont injectées pour compléter le support photogénéré. Ainsi, les photodétecteurs fonctionnent généralement à l'état inverse; Pendant les tests, une plus grande attention est accordée à des paramètres tels que le courant sombre, la tension de panne inversée, la capacité de jonction, la réactivité et la diaphonie.
Utilisez le compteur Sourcemeasure numérique
Caractérisation des performances photoélectriques des photodétecteurs
L'un des meilleurs outils pour la caractérisation des paramètres de performances photoélectriques est le compteur de mesure de source numérique (SMU). Le compteur de mesure de source numérique en tant que source de tension indépendante ou source de courant, peut produire une tension constante, un courant constant ou un signal d'impulsion, peut également être un instrument pour la tension ou la mesure du courant; Prise en charge du déclencheur TRIG, Travail de liaison des instruments multiples; Pour le test d'échantillon unique du détecteur photoélectrique et un test de vérification d'échantillons multiples, un schéma de test complet peut être construit directement via un seul compteur de mesures de source numérique, un compteur de mesure de source numérique multiple ou un compteur de mesure de source de carte.
Compteur de mesures de source numérique précise
Construisez le schéma de test photoélectrique du détecteur photoélectrique
Courant sombre
Le courant sombre est le courant formé par le tube PIN / APD sans éclairage; Il est essentiellement généré par les propriétés structurelles de la PIN / APD elle-même, qui est généralement en dessous de la qualité μA.
En utilisant le compteur de mesure source de la série S ou P de la série, le courant minimum du compteur de mesure source de la série S est100 PA, et le courant minimum du compteur de mesure source de la série P est de 10 pa.
Tester les circuits
Courbe IV de courant sombre
Lors de la mesure du courant de faible niveau (