ภาพรวม
ไดโอเดส (Diode) เป็นอุปกรณ์ครึ่งประสาทที่แปลงแสงเป็นกระแสไฟฟ้า มีชั้นภายในระหว่างชั้น p (บวก) และชั้น n (ลบ)โฟโตไดโอเดสรับพลังงานแสงเป็นอินทุตเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า. โฟโตไดโอเดส (photodiodes) ยังรู้จักกันในนาม โฟโตเดทเกอร์ (photodetectors) โฟโตเซนเซอร์ (photosensors) หรือ โฟโตเดทเกอร์ (photodetectors) ซึ่งทั่วไปคือ โฟโตไดโอเดส (PIN) โฟโตไดโอเดส (avalanche photodiode) โฟโตไดโอเดส (APD) โฟโตไดโอเดส (SPAD)เครื่องคูณแสงซิลิคอน (SiPM / MPPC).
โฟโตไดโอเดส (PIN) หรือที่รู้จักกันในชื่อโฟโตไดโอเดสจุดเชื่อม PIN ซึ่งมีชั้นของครึ่งประสาทประเภท I ต่ําอยู่ตรงกลางจุดเชื่อมโฟโตไดโอเดส PN สามารถเพิ่มความกว้างของพื้นที่การเสื่อมลดผลกระทบของการเคลื่อนไหวกระจายและปรับปรุงความเร็วการตอบสนองเนื่องจากความถี่ของยาด๊อปปิ้งที่ต่ําของชั้นรวมนี้,แทบจะเป็นครึ่งประสาทภายใน เรียกว่า I-layer ดังนั้นโครงสร้างนี้จึงกลายเป็น pin photodiode;
โฟตไดโอเดส Avalanche (APD) เป็นโฟตไดโอเดสที่มีการเพิ่มผลภายใน โดยหลักการคล้ายกับท่อปรับแสง หลังจากเพิ่มความแรงดันความฉลาดกลับสูง (โดยทั่วไป 100-200V ในวัสดุซิลิคอน)การเพิ่มกระแสไฟฟ้าภายในประมาณ 100 สามารถได้รับใน APD โดยใช้อิโอนิเจชั่นการชน (การทําลายหินฝน);
ไดโอเดสหุบหินโฟตองเดียว (Singular Photon Avalanche Diode) (SPAD) คือ ไดโอเดสหุบหินหุบหินแบบตรวจจับไฟฟ้าแสงที่มีความสามารถในการตรวจจับโฟตองเดียวที่ทํางานใน APD (Avalanche Photon Diode) ในโหมด Geiger.ใช้ในการตรวจสเปคตรอสโครป์ราแมน, โปซิตรอนเอมิชั่นโทโมเกอรี่ และฟลูเรเซนซ์
Silicon photomultiplier (SiPM) เป็นชนิดของการทํางานบนความแรงดันการทําลายหินหินหิน และมีกลไกการดับหินหินหินหินหินหินหินด้วยความละเอียดจํานวนโฟตันที่ดีและความรู้สึกในการตรวจจับโฟตันเดียวของเครื่องตรวจจับแสงสว่างต่ําซิลิคอน, มีการเพิ่มสูง, ความรู้สึกสูง, ความกระชับกําลังเบี้ยวต่ํา, ไม่รู้สึกต่อสนามแม่เหล็ก, โครงสร้างคอมแพคต์
โฟตดิโอเดส PIN ไม่มีผลการคูณ และมักถูกนําไปใช้ในสนามตรวจจับระยะสั้น เทคโนโลยีโฟตดิโอเดสหุบหิน APD นั้นมีความวัสดุสมบูรณ์และเป็นโฟตดิโอเดสเตอร์ที่ใช้กันมากที่สุดปัจจุบันการเพิ่ม APD เป็น 10-100 เท่า, แหล่งแสงต้องเพิ่มขึ้นอย่างมาก เพื่อให้แน่ใจว่า APD มีสัญญาณระหว่างการทดสอบระยะไกลSPAD ไดโอเดสหลอดไฟฟ้าโฟตองเดียวและ SiPM / MPPC โฟโตมัลลิปลิเกอร์ซิลิคอนมีอยู่เป็นหลักในการแก้ไขความสามารถการเพิ่มและการดําเนินการขนาดใหญ่ arrays:
1) SPAD หรือ SiPM / MPPC คือ APD ที่ทํางานในโหมด Geiger ซึ่งสามารถได้รับผลกําไรถึงสิบถึงพันเท่า แต่ค่าใช้จ่ายของระบบและวงจรสูง
2) SiPM / MPPC เป็นรูปแบบของเรียงของ SPAD หลายตัว ซึ่งสามารถได้รับระยะที่สามารถตรวจสอบได้สูงขึ้นและใช้กับแหล่งแสงเรียงผ่าน SPAD หลายตัวดังนั้นมันจะง่ายกว่าที่จะบูรณาการเทคโนโลยี CMOS และมีข้อดีค่าใช้จ่ายของขนาดการผลิตขนาดใหญ่นอกจากนี้เนื่องจากความดันการทํางาน SiPM ส่วนใหญ่ต่ํากว่า 30V, ไม่จําเป็นต้องระบบความดันสูง, ง่ายที่จะบูรณาการกับระบบอิเล็กทรอนิกส์หลักการกําไรระดับล้านภายในยังทําให้ความต้องการ SiPM สําหรับวงจรการอ่านด้านหลังง่ายขึ้นปัจจุบัน SiPM ได้ถูกใช้อย่างแพร่หลายในเครื่องมือการแพทย์ การตรวจจับและวัดด้วยเลเซอร์ (LiDAR) การวิเคราะห์ความแม่นยํา
การติดตามรังสี การตรวจสอบความปลอดภัย และสาขาอื่น ๆ ด้วยการพัฒนา SiPM อย่างต่อเนื่อง มันจะขยายไปยังสาขาอื่น ๆ
การทดสอบไฟฟ้าแสงด้วยเครื่องตรวจแสง
โฟโตดิจิตรโดยทั่วไปต้องทดสอบแผ่นก่อน จากนั้นทําการทดสอบครั้งที่สองบนอุปกรณ์หลังจากการบรรจุเพื่อสรุปการวิเคราะห์ลักษณะสุดท้ายและการดําเนินการแยกเมื่อเครื่องตรวจแสงทํางาน, มันจําเป็นต้องใช้แรงกระหน่ําสับสนกลับเพื่อดึงแสงออก คู่อิเล็กตรอน-หลุมที่ผลิตถูกฉีดเข้าไปเพื่อสมบูรณ์แบบตัวนําภาพที่ผลิตดังนั้นเครื่องตรวจแสงมักจะทํางานในสภาพกลับ; ระหว่างการทดสอบ, ความสนใจมากขึ้นถูกจ่ายให้กับปารามิเตอร์เช่นไฟฟ้ามืด, ความแรงดันการแยกกลับ, ความจุของแยก, ความตอบสนอง, และ crosstalk.
ใช้เครื่องวัดแหล่งดิจิตอล
ลักษณะผลงานไฟฟ้าแสงของเครื่องตรวจแสง
หนึ่งในเครื่องมือที่ดีที่สุดสําหรับการประกอบลักษณะของปริมาตรการผลงานไฟฟ้าแสง คือเครื่องวัดแหล่งดิจิตอล (SMU)เครื่องวัดแหล่งดิจิตอลเป็นแหล่งความดันอิสระหรือแหล่งกระแสไฟฟ้า, สามารถออกสัญญาณความดันคงที่, กระแสคงที่, หรือแรงกระแทก, ยังสามารถเป็นอุปกรณ์สําหรับการวัดความดันหรือกระแสกระแส; รองรับ Trigger, งานเชื่อมโยงอุปกรณ์หลายสําหรับการทดสอบตัวอย่างเดียวของเครื่องตรวจแสงไฟฟ้า และการทดสอบการตรวจสอบตัวอย่างหลายตัวอย่าง, โครงการทดสอบที่สมบูรณ์แบบสามารถสร้างโดยตรงผ่านเครื่องวัดแหล่งดิจิตอลเดียว, เครื่องวัดแหล่งดิจิตอลหลายเครื่อง หรือเครื่องวัดแหล่งการ์ด
PRECISE เครื่องวัดแหล่งดิจิตอล เมตร
สร้างแผนการทดสอบไฟฟ้าแสงของตัวตรวจจับไฟฟ้าแสง
ไฟฟ้ามืด
กระแสมืดคือกระแสที่เกิดจากท่อ PIN / APD โดยไม่มีการส่องแสง; โดยพื้นฐานแล้วมันถูกผลิตโดยคุณสมบัติโครงสร้างของ PIN / APD เอง ซึ่งมักจะต่ํากว่าระดับ μA
โดยใช้เครื่องวัดแหล่งมาตรการซีรีส์ S หรือซีรีส์ P ปัจจุบันขั้นต่ําของเครื่องวัดแหล่งมาตรการซีรีส์ S100 pA และกระแสขั้นต่ําของเครื่องวัดแหล่ง P-series คือ 10 pA
วงจรทดสอบ
สายโค้ง IV ของกระแสไฟฟ้ามืด
เมื่อวัดกระแสระดับต่ํา ((< 1 μA) สามารถใช้เครื่องเชื่อมโคอาเซียลสามแบบและสายโคอาเซียลสามแบบสายเคเบิลสามโคเอชชียลประกอบด้วยแกนภายใน (ตัวเชื่อมที่ตรงกันคือการติดต่อกลาง), ชั้นป้องกัน (ตัวเชื่อมที่ตรงกันคือการสัมผัสแบบกระบอกกลาง) และชั้นป้องกันผิวภายนอก ในวงจรทดสอบของปลายการป้องกันของเครื่องวัดแหล่งเนื่องจากมีสมรรถนะระหว่างชั้นป้องกันโคอาเซียลสามชั้น และแกนภายใน, จะไม่มีการรั่วไหลการผลิตปัจจุบัน, ซึ่งสามารถปรับปรุงความแม่นยําของ lowcurrent การทดสอบ.
อินเตอร์เฟซของเครื่องวัดแหล่ง
เครื่องปรับระดับสามแกน
ความดันกลับการเสีย
เมื่อความดันกลับที่ใช้ได้เกินค่าหนึ่ง ความดันกลับจะเพิ่มขึ้นทันที ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการหลุดไฟฟ้าส่งผลให้ไฟฟ้าบุกรุก เรียกว่าไฟฟ้าบุกรุกแบบกลับของไดโอด์
ตามรายละเอียดของอุปกรณ์ที่แตกต่างกัน อัตราการต่อต้านความกระชับอัตราไม่สม่ําเสมอ และอุปกรณ์ที่ต้องการในการทดสอบก็แตกต่างกันเช่นกันแนะนําให้ใช้เครื่องวัดแหล่งดับโต๊ปป์ซีรีย์ S หรือเครื่องวัดแหล่งกระแทก P ซีรีย์ ต่ํากว่า 300V, ความดันสูงสุดคือ 300V, ความดันการหยุดทํางานที่สูงกว่า 300V จึงแนะนํา, และความดันสูงสุดคือ 3500V.
เครื่องเชื่อมต่อ
วงโค้งความแรงดันการแยกกลับ IV
การทดสอบ C-V
ความจุของแยกเป็นทรัพย์สินสําคัญของโฟตดิโอดี และมีอิทธิพลมากต่อความกว้างแบนด์และการตอบสนองของมันควรสังเกตว่าไดโอเดสที่มีพื้นที่เชื่อม PN ใหญ่มีปริมาตรการเชื่อมที่ใหญ่กว่าและยังมี capacitor การชาร์จใหญ่กว่าในการนําไปใช้ในแบบกลับกัน การเพิ่มความกว้างของโซนการเสื่อมของแยกได้อย่างมีประสิทธิภาพลดความจุของแยกและเพิ่มความเร็วการตอบสนองโครงการการทดสอบ photodiode C-V ประกอบด้วยเครื่องวัดแหล่ง S-series, LCR, กล่องกริมทดสอบและซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ด้านบน. วงจรทดสอบและแผนภูมิโค้งแสดงดังต่อไปนี้
วงจรเชื่อมต่อการทดสอบ CV
คอร์ฟ CV
ความรับผิดชอบ
ความสามารถในการตอบสนองของโฟโตไดโอเดสนิยามว่าเป็นสัดส่วนของไฟฟ้าที่เกิด (IP) กับพลังแสงที่เกิดขึ้น (Pin) ในระยะความยาวคลื่นที่กําหนดและความคัดแย้งกลับกัน โดยปกติใน A / Wความตอบสนองที่เกี่ยวข้องกับขนาดของประสิทธิภาพควอนตัม, ซึ่งเป็นตัวประกอบภายนอกของประสิทธิภาพควอนตัม, และการตอบสนองคือ R = IP / Pin. โดยใช้เครื่องวัดแหล่งซีรีส S หรือซีรีส P,กระแสความเร็วขั้นต่ําของเครื่องวัดแหล่งของซีรีส์ S คือ 100 pA, และกระแสขั้นต่ําของเครื่องวัดแหล่ง P เป็น 10 pA
การทดสอบเสียงข้ามสายแสง (Crosstalk)
ในสนามลิดาร์ จํานวนตัวตรวจแสงที่ใช้ในผลิตภัณฑ์ลิดาร์ที่มีเส้นทางที่แตกต่างกัน และช่วงระหว่างตัวตรวจแสงก็เล็กมากจะมีการสื่อสารทางออนไลน์กันและกันในเวลาเดียวกันและการมีเสียงข้ามสายแสง จะส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อผลงานของ Lidar
การสื่อข้ามสายแสงมี 2 รูปแบบ: แสงที่ตกในมุมใหญ่เหนือระบบเข้าสู่เครื่องตรวจแสงที่อยู่ใกล้เคียง และถูกดูดซึมก่อนที่จะถูกดูดซึมโดยภาพตรวจแสงส่วนหนึ่งของแสงชนิดมุมใหญ่ไม่ได้ชนิดกับพื้นที่ที่มีความรู้สึกต่อแสง, แต่เป็นส่วนที่ติดต่อกับชั้นเชื่อมต่อระหว่างตัวตรวจแสง และสะท้อนลงในพื้นที่ photosensitive ของอุปกรณ์ติดเคียง
การทดสอบเสียงแสวงจรทางแสงของเครื่องตรวจจับ array เป็นหลักสําหรับการทดสอบเสียงแสวงจรแบบ array DCซึ่งหมายถึงค่าสูงสุดของอัตราส่วนของไฟฟ้าไฟของหน่วยแสงกับไฟฟ้าไฟฟ้าของหน่วยที่อยู่ใกล้เคียงใด ๆ ในดีโอเดสอาร์เรย์ภายใต้ความคลาดเคลื่อนกลับที่กําหนด, ความยาวคลื่นและพลังแสง
การทดสอบ S/P Series
การทดสอบหลายช่องทาง
การทดสอบโดยการทดสอบแบบระบบการทดสอบหลายช่องทาง S series, P series หรือ CS series จึงแนะนํา
โครงการนี้ประกอบด้วย CS1003C / CS1010C โฮสต์และ CS100 / CS400 ซับการ์ด ซึ่งมีลักษณะของความหนาแน่นช่องทางสูงปฏิบัติการกระตุ้นซินครอนส์ที่แข็งแกร่ง และประสิทธิภาพการผสมผสานหลายอุปกรณ์สูง.
CS1003C / CS1010C: การใช้กรอบที่กําหนดเอง ความกว้างแบนด์บัสแบบเบ็คเพลนสูงถึง 3 Gbps รองรับ 16 กรอกบัสเพื่อตอบสนองความต้องการของการสื่อสารความเร็วสูงของอุปกรณ์หลายการ์ดCS1003C มีสล็อตสําหรับการ์ดย่อยสูงสุด 3, CS1010C มีสล็อตสําหรับการ์ดย่อยสูงสุด 10 ใบ
ซับการ์ด CS100: ซับการ์ดแบบเดียวที่มีช่องทางเดียว มีกําลังทํางาน 4 ตารางวา ความแรงดันสูงสุด 300V, กระแสไฟฟ้าขั้นต่ํา 100 pA ความแม่นยําการออก 0,1%, พลังงานสูงสุด 30Wสูงสุด 10 ช่องทดสอบ.
ซับการ์ด CS400: การ์ดคําสี่ช่องเดียวที่มี 4 ช่อง, ความกระชับกําลังสูงสุด 10V, กระแสสูงสุด 200 mA, ความแม่นยําการออก 0.1%, ช่องเดียวพลังงานสูงสุด 2W; สามารถสร้าง 40 กับ CS1010 ช่องทดสอบเจ้าภาพ
การแก้ไขการทดสอบผลประกอบการทางไฟฟ้าของเครื่องเชื่อมแสง (OC)
เครื่องเชื่อมแสง (optical coupler, คําสั้น OC ในภาษาอังกฤษ) ยังเป็นที่รู้จักกันในชื่อ photoelectric separator หรือ photoelectric coupler ซึ่งเรียกว่า photocouplerเป็นอุปกรณ์ที่ส่งสัญญาณไฟฟ้า โดยใช้แสงเป็นสื่อโดยทั่วไปประกอบด้วยสามส่วน: การส่งแสง, การรับแสง และการขยายสัญญาณทําให้มันปล่อยแสงระดับคลื่นหนึ่ง, ซึ่งได้รับโดยตัวตรวจจับแสงเพื่อผลิตไฟฟ้าไฟฟ้าที่เพิ่มเติมและผลิต.ทําให้มีบทบาทของข้อมูล, การออกและการแยก
เนื่องจากการเข้าและการออกของเครื่องเชื่อมไฟฟ้าจะแยกกันและกัน การส่งสัญญาณไฟฟ้าเป็นทางเดียวดังนั้นมันจึงมีความสามารถในการกันไฟฟ้าที่ดีและความสามารถต่อต้านการแทรกแซงปัจจุบันมันได้กลายเป็นหนึ่งในอุปกรณ์ไฟฟ้าแสงที่หลากหลายและถูกใช้อย่างมากที่สุด
สําหรับอุปกรณ์เชื่อมไฟฟ้า ปริมาตรการประกอบประสิทธิภาพไฟฟ้าหลัก ๆ คือ: ความดันต่อหน้า VF, ความดันกลับกระแส IR, ความจุเข้า CIN,ความดันการแยกของตัวปล่อย-ตัวเก็บ BVcEoค่าแปลงปัจจุบัน CTR เป็นต้น
ความดันตรง VF
VF อ้างอิงถึงความดันตกของ LED เองที่กระแสการทํางานที่ได้รับมอบ.เครื่องวัดแหล่งของ Perth ซีรีย์ S หรือ P ซีรีย์ถูกแนะนําในการทดสอบ.
วงจรทดสอบ Vf
อัตราการรั่วไหลของกระแส IR
ปกติกระแสกลับที่ไหลผ่านโฟตดิโอเดสที่ความดันกลับสูงสุด ปกติกระแสรั่วกลับอยู่ที่ระดับ nAเครื่องวัดแหล่งทดสอบซีรีย์ S หรือซีรีย์ P มีความสามารถในการทํางานในสี่เหลี่ยม, มันสามารถออกแรงดันลบโดยไม่ต้องปรับวงจร. เมื่อวัดกระแสระดับต่ํา (< 1 μ A), แนะนําการเชื่อมต่อ coaxial สามและสาย coaxial สาม.
ความแรงดันการแยกของตัวเก็บของบด BVcEO
มันหมายถึงค่า VcEo เมื่อกระแสไฟออกเริ่มเพิ่มขึ้นภายใต้สภาพของวงจรเปิดอัตราการต่อต้านความกระชับกําลังไม่สม่ําเสมอ, และอุปกรณ์ที่ต้องการในการทดสอบก็แตกต่างกันเช่นกัน แนะนําให้ใช้เครื่องวัดแหล่งวัดบนโต๊ะ S series หรือเครื่องวัดแหล่งวัดแรงกระแทก P series ต่ํากว่า 300Vความดันสูงสุดคือ 300V, การ
แรงไฟฟ้าเสียที่สูงกว่า 300V เป็นสิ่งที่แนะนํา และแรงไฟฟ้าสูงสุดคือ 3500V
วงจรทดสอบ BVceo
CTR อัตราการโอนปัจจุบัน
CTR (Current Transfer Ratio) เมื่อความกระตุ้นในการทํางานของท่อออกเป็นค่าที่กําหนดไว้อัตราสัมพันธ์ของกระแสออกและกระแสหน้าของไดโอ้ดปล่อยแสง คือ อัตราสัมพันธ์การแปลงกระแสปัจจุบัน CTR. เครื่องวัดแหล่งของ Perth ซีรีย์ S หรือ ซีรีย์ P จึงแนะนําในการทดสอบ
โลตติจ์แยก
ความตึงกันความหนาแน่นระหว่างปลายทางเข้าและปลายทางออกของเครื่องเชื่อมแสง โดยทั่วไป ความตึงกันความหนาแน่นสูง และต้องการอุปกรณ์ความหนาแน่นขนาดใหญ่ในการทดสอบแนะนําเครื่องวัดแหล่ง E-series, และความดันสูงสุดคือ 3500V
เครื่องวงจรทดสอบแรงดันแยก
ความจุแยก Cf
ความจุแยก Cr หมายถึงค่าความจุระหว่างปลายทางเข้าและปลายทางออกของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อแสง
โครงการทดสอบประกอบด้วย S ซีรีส์แหล่งวัดเมตร, สะพานดิจิตอล, กล่องการทดสอบ clamp และโปรแกรมคอมพิวเตอร์ด้านบน.
วงจรทดสอบตัวประกอบความหนาแน่น
คอร์ฟ Cf
สรุป
อุปกรณ์ Wuhan PERCISE ได้เน้นการพัฒนาอุปกรณ์ทดสอบผลงานทางไฟฟ้าแบบครึ่งประสาท โดยใช้อัลการิทึมหลักและข้อดีของแพลตฟอร์มเทคโนโลยีการบูรณาการระบบการวิจัยและการพัฒนาอิสระครั้งแรกของเครื่องวัดแหล่งดิจิตอลความแม่นยําสูง, เครื่องวัดแหล่งผลักดัน, เครื่องวัดแหล่งผลักดันแคบ, เครื่องวัดแหล่งผลักดันบัตรบูรณาการตามความต้องการของผู้ใช้เรานําเสนอกับการทํางานที่ประสิทธิภาพสูงที่สุด, ค่าประหยัด