SPADбир фотондуу кар көчкү фотодетектору
SPAD фотодетекторунун сенсорлору биринчи жолу киргизилгенде, алар негизинен аз жарыкты аныктоо сценарийлеринде колдонулган. Бирок, алардын аткаруу эволюциясы жана сахна талаптарынын өнүгүшү менен,SPAD фотодетекторусенсорлор унаа радарлары, роботтор жана учкучсуз учуучу аппараттар сыяктуу керектөө сценарийлеринде көбүрөөк колдонулууда. SPAD фотодетекторунун сенсору жогорку сезгичтүүлүгүнөн жана аз ызы-чуу мүнөздөмөлөрүнөн улам жогорку тактыктагы тереңдикти кабыл алуу жана аз жарыкта сүрөт тартуу үчүн идеалдуу тандоо болуп калды.
PN түйүндөрүнө негизделген салттуу CMOS сүрөт сенсорлорунан (КМШ) айырмаланып, SPAD фотодетекторунун негизги түзүмү Гейгер режиминде иштеген көчкү диоду болуп саналат. Физикалык механизмдердин көз карашынан алганда, SPAD фотодетекторунун татаалдыгы PN туташтыргыч түзүлүштөрүнө караганда кыйла жогору. Бул, негизинен, жогорку тескери кыйшаюучулуктун шартында, тең салмактуу эмес ташыгычтарды, жылуулук электрондук эффекттерди жана дефекттик абалдар менен жардам берген туннелдик агымдарды инъекциялоо сыяктуу көйгөйлөрдү жаратышы ыктымалдыгында чагылдырылат. Бул мүнөздөмөлөр аны долбоорлоо, процесс жана схема архитектура деңгээлинде оор кыйынчылыктарга дуушар кылат.
Жалпы аткаруу параметрлериSPAD кар көчкү фотодетекторуПикселдин өлчөмү (пикселдин өлчөмү), караңгы эсептөө ызы-чуусу (DCR), жарыкты аныктоо ыктымалдыгы (PDE), өлүү убакыт (өлгөн убакыт) жана жооп берүү убактысы (жооп берүү убактысы) кирет. Бул параметрлер SPAD көчкү фотодетекторунун иштешине түздөн-түз таасир этет. Мисалы, караңгы саноо ылдамдыгы (DCR) детектордун ызы-чуусун аныктоо үчүн негизги параметр болуп саналат жана SPAD бир фотондуу детектор катары иштеши үчүн бузулуудан жогору жагын сактоо керек. Жарыкты аныктоо ыктымалдыгы (PDE) SPADдын сезгичтигин аныктайткар көчкү фотодетекторужана электр талаасынын интенсивдүүлүгү жана бөлүштүрүлүшү таасир этет. Кошумчалай кетсек, DeadTime - бул SPAD иштетилгенден кийин баштапкы абалына кайтып келүү үчүн талап кылынган убакыт, бул фотонду аныктоонун максималдуу ылдамдыгына жана динамикалык диапазонго таасир этет.
SPAD түзмөктөрүнүн иштешин оптималдаштырууда, негизги өндүрүмдүүлүк параметрлеринин ортосундагы чектөө мамилелери негизги көйгөй болуп саналат: мисалы, пикселди кичирейтүү түздөн-түз PDE басаңдашы үчүн алып келет, ал эми өлчөмдү миниатюризациялоодон улам келип чыккан четтик электр талааларынын концентрациясы да DCRдин кескин өсүшүнө алып келет. Өлгөн убакытты кыскартуу пост-импульстук ызы-чууну жаратат жана убакыттын диттеринин тактыгын начарлатат. Эми заманбап чечим DTI/коргоо цикли (кайчылашууну басуу жана DCRди азайтуу), пикселдик оптималдаштыруу, жаңы материалдарды киргизүү (SiGe көчкү катмарын инфракызыл жоопту күчөтүү) сыяктуу ыкмалар аркылуу белгилүү бир деңгээлде биргелешкен оптималдаштырууга жетишти.
Посттун убактысы: 23-июль-2025