تحقیق در مورد فوتو دیود های آوالانژ ( APDS )

word قابل ویرایش
22 صفحه
18700 تومان

فوتوديودهاي آوالانژ (APDS)


APDS سيگنال را در طي فرايند آشكارسازي تقويت مي كنند . آنها از يك اصل مشابه با لوله هاي «فوتومولتي پلاير» بكار رفته در آشكارسازي تشعشع هسته اي استفاده مي كنند . در لوله فوتومولتي پلاير :


1-يك فوتون واحد كه بر روي دستگاه عمل مي كند يك الكترون واحد منتشر مي نمايد .
2-اين الكترون از طريق يك ميدان الكتريكي شتاب داده مي شود تا اينكه به يك ماده هدف برخورد نمايد .
3-اين برخورد با هدف باعث «فيلتراسيون ضربه اي» مي شود كه الكترون‌هاي متعددي را منتشر مي نمايد .
4-اين الكترون ها از طريق ميدان شتاب مي گيرند و به هدف ديگر مي‌خورند .


5-اين امر الكترون بيشتري منتشر مي كند و فرايند تكرار مي شود تا اينكه الكترون ها به يك عنصر جمع آوري كننده برخورد مي كند . لذا ، طي مراحل گوناگون ، يك فوتون به يك جريان از الكترون ها منجر مي شود .
APD ها با لوله هاي فوتومولتي پلاير فرق دارند . لوله‌هاي‌فوتومولتي‌‌ پلاير‌


لوله هاي خلاء با هدف هايي قرار گرفته در طول لوله مي باشند . APD‌ها از همان اصول استفاده مي كنند اما تكثير در داخل خود ماده نيمه هادي صورت مي گيرد . اين فرايند در APD ها منجر به يك تقويت داخلي بين 7 تا 100 برابر مي شود . هر دو الكترون و سوراخ ها (حفره ها) اكنون مي توانند به فرايند تقويت كمك نمايند . با اين حال ، يك مسئله كوچك وجود دارد . با نگاه به آشكار مي شود كه وقتي يك الكترون يك اتم را يونيزه مي‌كند يك الكترون اضافي و حفره اضافي توليد مي شود . الكترون به طرف چپ عكس حركت مي كند و حفره به سمت راست مي رود . اگر حفره در اتم يونيزه شود يك الكترون (و يك حفره) آزاد مي كند و الكترون به چپ حركت مي كند و دوباره شروع مي نمايد !‌


اگر سوراخ ها و حفره ها داراي فرصت برابر براي يونيزاسيون باشند مي‌توانيم يك بهمن كنترل نشده بدست آوريم كه هرگز متوقف نمي شود ! بنابراين وسايل طوري ساخته مي شوند كه يكي از حاملان بار داراي يك استعداد و آمادگي بيشتري براي يونيزاسيون نسبت به ديگري باشند .


نتيجه فرايند فوق آن است كه يك فوتون وارد شونده منفرد بتواند منجر به توليد بين 10 تا 100 و يا چندين جفت حفره - الكترون شود . موارد مهم درباره دستگاه فوق الذكر آن است كه ناحيه تكثير خيلي كوچك است و جذب داخل لايه n بجاي نزديك به اتصال رخ دهد . يعني ، جذب و تكثير در نواحي جداگانه اي صورت مي گيرند . شكل 103 را ملاحظه كنيد . دو عامل مهم وجود دارد : 1-استحكام ميدان الكتريكي مورد نياز خيلي بالا است( ) . در حضور چنين ميدان قوي اي ، نقائص در ناحيه تكثير (مثل عدم انطباق هاي شبكه اي ، ناخالصي ها و حتي تغييرات در غلظت دو پانت) مي توانند توليد نواحي كوچكي از تكثير كنترل شده موسوم

به «ميكروپلازماسي» نمايند . براي كنترل اين پديده ناحيه تكثير لازم است كوچك باشد . براي ايمني اين امر، حلقه محافظ فوق الذكر نصب شده است . در اطراف لبه هاي ناحيه تكثير شما مي توانيد بي نظمي هايي و نقائصي را در ماده ببينيد . بدون حلقه محافظ اين موارد بصورت محل هايي براي ميكروپلازماس عمل مي كنند . بعلاوه ، براي ايجاد يك ميدان الكتريكي با استحكام لازم ما لازم است يك ولتاژ باياس كاربردي بكار بريم كه با ضخامت ناحيه تكثير افزايش مي

يابد . (براي دو برابر ضخامن ناحيه - دو برابر ولتاژ كاربردي مورد نياز خواهد بود ) . دماي ولتاژها (ولتاژهاي بالاتر از 12 ولت) گران قيمت بوده و به سختي در دستگاه‌هاي نيمه هادي كنترل مي شوند و بنابراين سعي مي كنيم ولتاژ كاربردي را حداقل نماييم ) . يك APD يك ديود P-i-n با يك باياس معكوس بسيار بالاست . يك باياس معكوس 50 ولت براي اين دستگاه ها در مقايسه با ديودهاي p-i-n بكار رفته در مورد فوتوكانداكتيو ، مناسب است كه باياس معكوس شده براي حدود 3 ولت است .(يا كمتر)


در گذشته ، APD ها در بازار به باياس معكوس چند صد ولت نياز داشتند اگرچه اخيراً‌ ولتاژهاي كمتري بدست آمده اند . تفاوت ساختاري اصلي بين APD و يك ديود p-i-n در ناحيه «i» است كه نام گذاري مجدد لايه p گرفته است . و بويژه ضخيم تر از يك ناحيه است و دستگاه براي تضمين يك ميدان الكتريكي يكنواخت در كل لايه طراحي مي شود . حلقه محافظ در اين شكل براي جلوگيري از تعامل (اندركش) هاي ناخواسته در طرف لبه هاي ناحيه تكثير مي باشد . دستگاه به اين صورت عمل مي كند :


فوتون هاي ورودي عمدتاً از اتصال n-p عبور مي كنند (چون خيلي نازك است ) و در لايه ها جذب مي شوند . اين جذب كننده يك الكترون آزاد در نوار باند هادي توليد مي كند و يك حفره در باند والانس (ظرفيت) توليد مي گردد .


پتانسيل الكتريكي در لايه n براي جذب الكترون ها به طرف يك كنتاكت و حفره به طرف كنتاكت ديگر ، كافي است . در شكل الكترون ها به طرف لايه n+ در بالاي دستگاه جذب مي شوند زيرا وقتي دستگاه باياس معكوس مي‌شود بار مثبت را حمل مي كند . گراديان پتانسيل در لايه n براي حامل هاي كاربرها بار كافي نيست و آنها نمي توانند انرژي كافي براي انجام تكثير را بدست آورند .


اطراف اتصال بين لايه هاي n+ و p ميدان الكتريكي بقدري شديد است كه حاملان بار (در اين مورد فقط الكترون ها) شتاب سريع مي گيرند و انرژي را بر مي دارند . وقتي اين الكترون ها (در حال حركت با انرژي زياد) با ساير اتم‌ها در شبكه برخورد مي كنند جفت هاي حفره - الكترون جديد توليد مي‌‌كنند . اين فرايند يونيزاسيون ضربه اي نام دارد و حاملان بار منفي كه جديداً آزاد شده اند(الكترون ها و حفره ها هر دو) شتاب مي گيرند (در جهات مخالف) و ممكن است مجدداً برخورد نمايند .


بدلايل فوق ناحيه اتصال خيلي نازك است و نمي تواند فوتون هاي برخوردي بسياري را جذب نمايد .
بسياري از APD ها طوري طراحي مي شوند كه لايه تهي سازي در كل ناحيه p تا مرز ناحيه n ادامه مي يابد . مواد مختلفي براي هر كدام از سه نوار باند طول موج مهم بكار برده مي شوند :


nm800 براي باند ميكرون :
در اين باند سيليكون معمولاً بكار مي رود ، اگرچه ژرمانيوم نيز بطور معقول منطقي و خوب كار مي كند . دستگاه هاي ژرمانيوم سطوح نويز بالاتر از دستگاه هاي سيليكوني توليد مي كنند . سيليكون داراي يك انرژي فاصله باند نسبتاً زياد بوده و فط براي طول موج هاي كمتر از حدود 1 ميكرون بكار مي رود . در عمل ، طول موج هاي كوتاه فقط براي ارتباطات فاصله كوتاه (كمتر از 500 متر) مصرف مي شوند . دقيق سازي در چندين فواصل كوتاهي عموماً براي حصول و بهره برداري از حساسيت يك APD كافي نمي باشد .

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 18700 تومان در 22 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع

دانلود مقاله دانلود مقاله دیودهای نورانی چگونه کار می کنند

word قابل ویرایش
13 صفحه
18700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته فیزیک
ديودهاي نوراني چگونه كار مي كنند ديودهاي نوراني كه به آنها ديودها نيز گفته مي شود و در دنياي الكترونيك به اين نام شناخته مي شوند كابرد زيادي دارند. آنها براي اهداف گوناگون در لوازم و تجهيزات مختلف بكار گرفته مي شوند. آنها براي پالسهاي ساعت ديجيتال digital clocks ، انتقال اطلاعات و سيگنالها از كنترلهاي راه دور ...

دانلود مقاله میکروسکوپی نیروی اتمی و اسپکتروسکوپی همبستگی فوتون دو روش برای سرعت بخشیدن به ترسیم لیپوزوم ها

word قابل ویرایش
23 صفحه
18700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته فیزیک
چکیده ارزیابی مستقیم ناهه گن تعداد ذرات که سیستم های انتقال داروی نانومتریک هستند ،از جمله : لیپوزوم ها ، به علت اندازه و داشتن حامل بودن ،مشکل است . تاثیر نسبت و ترکیب لیپودیک برروی استحکام فیزیکی لیپوزوم ها در هنگام نگه داری ازطریق روش میکروسکوپی نیروی اتم (AFM ) و اسکتروسکوپی همبستگی فوتون ( ( PCS مورد برر ...

مقاله در مورد اصول دیود PIN

word قابل ویرایش
9 صفحه
18700 تومان
اصول دیود PINدیود PIN وسیله ی نیمه هادی است که به عنوان یک مقاومت متغیر در فرکانسهای RF و مایکروویوی عمل می کند. مقدار مقاومت دیود PIN به تنهائی توسط جریان dc بایاس مستقیم آن مشخص می شود.دیود PIN وسیله ی نیمه هادی است که به عنوان یک مقاومت متغیر در فرکانسهای RF و مایکروویوی عمل می کند. مقدار مقاومت دیود PIN ب ...

مقاله در مورد اثر خازنی دیود

word قابل ویرایش
14 صفحه
18700 تومان
اثر خازنی دیودمقدمه دیود یک قطعه ‌الکترونیکی است که ‌از به هم چسباندن دو نوع ماده n و p (هر دو از یک جنس ، سیلیسیم یا ژرمانیم) ساخته می‌شود. چون دیود یک قطعه دو پایانه ‌است، اعمال ولتاژ در دو سر پایانه‌هایش سه حالت را پیش می‌آورد.دیود بی بایاس یا بدون تغذیه که ولتاژ دو سر دیود برابر صفر است و جریان خالص بار د ...

دانلود پاورپوینت دیود پیوندی

PowerPoint قابل ویرایش
42 صفحه
23700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته فیزیک
اسلاید 1 : 1-  در مدار شکل زیر دیود ژرمانیوم در دمای معمولی دارای جریان اشباع معکوس A  µ 10 , ولتاژ شکست v 100 و مقاومت اهمی ناچیز است . جریان مدار را در حالت های زیر بدست آورید :الف ( دیود به صورت مستقیم با یاس شده باشد.ب  ( دیود به صورت معکوس با یاس شده باشد. 

دانلود پاورپوینت شبیه سازی یکسوهای تک فاز و سه فاز دیودی با نرم افزار متلب

PowerPoint قابل ویرایش
18 صفحه
23700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته برق
اسلاید 1 :عنوان پروژه :شبیه سازی یکسوهای تک فاز و سه فاز دیودی با نرم افزار MATLABاسلاید 2 :1 ) یکسوهای تک فازدیودی  مشخصات منبع ورودی    F = 50 HZ    ,      Vs (rms) = 220 v   الف ) ششبیه سازی یکسوساز تک فاز نیم موج دیودی در حالت : 1 ) بار مقاومتی             (R= 2 Ω ) 2 ) بار سلفی – مقاومتی   (H = 0.01 H   ...

دانلود مقاله بررسی فرآیندهای نابودی دومولکولی در دیودلیزرهای ارگانیک با تحریک الکتریکی

word قابل ویرایش
6 صفحه
21700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته شیمی
چکیدهدیودلیزرهای ارگانیک دارای کاربردهای فراوانی در زمینههای مهندسی پزشکی، چاپ دیجیتال و موارد امنیتی هستند. این مسئله ناشی از ویژگیهای منحصربهفرد این لیزرهاست. در حالت کلی دو نوع تحریک نوری و الکتریکی برای عملکرد لیزر لازم است که عمومـاً از تحریک نوری استفاده میشود. اما در این حالت نیاز به یک منبع نوری اضافی ...

دانلود فایل پاورپوینت دیود

PowerPoint قابل ویرایش
82 صفحه
23700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته فیزیک
--- پاورپوینت شامل تصاویر میباشد ---- اسلاید 1 : مقدمه اغلب مداراتی که در فصول قبل با تقویت کننده ها ساختیم بصورت خطی عمل میکردند. ولی در کاربردهای زیادی وجود دارند که فقط توسط مدارات غیر خطی قابل پباده سازی هستند. برای مثال تولید سیگنال dc از یک منبع تغذیه سینوسی و یا مدارات منطقی و حافظه ها در این فصل ب ...