SPADphotodetector sa avalanche nga usa ra ka photon
Sa dihang unang gipaila ang mga SPAD photodetector sensor, kini gigamit labi na sa mga senaryo sa low-light detection. Bisan pa, uban sa ebolusyon sa ilang performance ug pag-uswag sa mga kinahanglanon sa eksena,SPAD photodetectorAng mga sensor nagkadaghan nga gigamit sa mga senaryo sa konsumidor sama sa mga radar sa awto, mga robot, ug mga unmanned aerial vehicle. Tungod sa taas nga sensitivity ug ubos nga noise characteristics niini, ang SPAD photodetector sensor nahimong sulundon nga kapilian alang sa pagkab-ot sa high-precision depth perception ug low-light imaging.
Dili sama sa tradisyonal nga CMOS image sensors (CIS) nga gibase sa PN junctions, ang kinauyokan nga istruktura sa SPAD photodetector usa ka avalanche diode nga naglihok sa Geiger mode. Gikan sa perspektibo sa pisikal nga mga mekanismo, ang pagkakomplikado sa SPAD photodetector mas taas kay sa mga PN junction device. Kini kasagarang makita sa kamatuoran nga ubos sa taas nga reverse bias, mas lagmit kini nga hinungdan sa mga problema sama sa pag-inject sa mga unbalanced carriers, thermal electron effects, ug tunneling currents nga gitabangan sa mga defect states. Kini nga mga kinaiya naghimo niini nga mag-atubang sa grabe nga mga hagit sa lebel sa disenyo, proseso, ug arkitektura sa circuit.
Kasagarang mga parametro sa pasundayag saSPAD avalanche photodetectornaglakip sa Pixel Size (Gidak-on sa Pixel), dark count noise (DCR), light detection probability (PDE), dead Time (DeadTime), ug Response time (Response Time). Kini nga mga parameter direktang makaapekto sa performance sa SPAD avalanche photodetector. Pananglitan, ang dark count rate (DCR) usa ka importanteng parameter para sa pag-define sa detector noise, ug ang SPAD kinahanglan nga magmintinar og bias nga mas taas kay sa breakdown aron mo-function isip single-photon detector. Ang probability of light detection (PDE) ang nagtino sa sensitivity sa SPAD.photodetector sa avalancheug apektado sa kakusog ug distribusyon sa electric field. Dugang pa, ang DeadTime mao ang oras nga gikinahanglan para sa SPAD nga makabalik sa inisyal nga estado niini human ma-trigger, nga makaapekto sa maximum photon detection rate ug dynamic range.
Sa pag-optimize sa performance sa mga SPAD device, ang constraint relationship tali sa core performance parameters usa ka dakong hagit: pananglitan, ang pixel miniaturization direktang mosangpot sa PDE attenuation, ug ang konsentrasyon sa edge electric fields nga gipahinabo sa size miniaturization hinungdan usab sa dakong pagtaas sa DCR. Ang pagkunhod sa dead time mag-induce sa post-impulse noise ug makadaot sa katukma sa time jitter. Karon, ang cutting-edge nga solusyon nakab-ot na ang usa ka degree sa collaborative optimization pinaagi sa mga pamaagi sama sa DTI/protection loop (pagpugong sa crosstalk ug pagpakunhod sa DCR), pixel optical optimization, pagpaila sa bag-ong mga materyales (SiGe avalanche layer nga nagpalambo sa infrared response), ug three-dimensional stacked active quenching circuits.
Oras sa pag-post: Hulyo-23-2025