ثنائي ضوئي

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 12 صور
الموسوعة الحرة

الثنائي الضوئي هو ثنائي شبه موصل حساس للإشعاع الضوئي ، مثل الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة غاما . [ 1 ] يُنتج تيارًا كهربائيًا عند امتصاصه للفوتونات. ويمكن استخدام هذه الخاصية في تطبيقات الكشف والقياس، أو لتوليد الطاقة الكهربائية في الخلايا الشمسية . تُستخدم الثنائيات الضوئية في نطاق واسع من التطبيقات عبر الطيف الكهرومغناطيسي، بدءًا من الخلايا الضوئية للضوء المرئي وصولًا إلى مطياف أشعة غاما.

مبدأ التشغيل

الثنائي الضوئي عبارة عن بنية PIN أو وصلة p-n . عندما يصطدم فوتون ذو طاقة كافية بالثنائي، فإنه يُنشئ زوجًا من الإلكترونات والفجوات . تُعرف هذه الآلية أيضًا بالتأثير الكهروضوئي الداخلي. إذا حدث الامتصاص في منطقة استنزاف الوصلة ، أو على بُعد طول انتشار واحد منها، فإن هذه الحاملات تُجرف من الوصلة بواسطة المجال الكهربائي الداخلي لمنطقة الاستنزاف. وهكذا، تتحرك الفجوات نحو المصعد ، والإلكترونات نحو المهبط ، مما يُنتج تيارًا ضوئيًا . التيار الكلي المار عبر الثنائي الضوئي هو مجموع تيار الظلام (التيار الذي يمر في غياب الضوء) والتيار الضوئي، لذا يجب تقليل تيار الظلام إلى أدنى حد لزيادة حساسية الجهاز إلى أقصى حد. [ 2 ] لذلك، تعمل الثنائيات الضوئية بأفضل كفاءة في حالة الانحياز العكسي .

من الدرجة الأولى، بالنسبة لتوزيع طيفي معين، يكون التيار الضوئي متناسبًا خطيًا مع الإشعاع . [ 3 ]

الوضع الكهروضوئي

خصائص التيار-الجهد للثنائي الضوئي. تمثل خطوط الحمل الخطية استجابة الدائرة الخارجية: التيار = (جهد الانحياز المطبق - جهد الثنائي) / المقاومة الكلية. تمثل نقاط التقاطع مع المنحنيات التيار والجهد الفعليين لانحياز ومقاومة وإضاءة محددة.

في وضع الخلايا الكهروضوئية ( انحياز صفري )، يتدفق التيار الضوئي إلى المصعد عبر دائرة قصر إلى المهبط. إذا كانت الدائرة مفتوحة أو بها مقاومة حمل تحد من التيار الضوئي الخارج من الجهاز، يتولد جهد في الاتجاه الذي يُحيز الثنائي انحيازًا أماميًا، أي أن المصعد موجب بالنسبة للمهبط. أما إذا كانت الدائرة قصيرة أو كانت المقاومة منخفضة، فسيستهلك التيار الأمامي كل التيار الضوئي أو جزءًا منه. يستغل هذا الوضع التأثير الكهروضوئي ، وهو أساس الخلايا الشمسية - فالخلية الشمسية التقليدية عبارة عن ثنائي ضوئي ذي مساحة كبيرة. وللحصول على أفضل خرج للطاقة، تُشغل الخلية الكهروضوئية بجهد يُسبب تيارًا أماميًا صغيرًا فقط مقارنةً بالتيار الضوئي. [ 3 ]

وضع التوصيل الضوئي

في وضع التوصيل الضوئي، يكون الصمام الثنائي منحازًا عكسيًا ، أي أن المهبط يكون موجبًا بالنسبة للمصعد. هذا يقلل من زمن الاستجابة لأن الانحياز العكسي الإضافي يزيد من عرض طبقة الاستنزاف، مما يقلل من سعة الوصلة ويزيد من المنطقة ذات المجال الكهربائي الذي يؤدي إلى تجميع الإلكترونات بسرعة. كما يُولّد الانحياز العكسي تيارًا مظلمًا دون تغيير يُذكر في التيار الضوئي.

على الرغم من أن هذا النمط أسرع، إلا أن نمط التوصيل الضوئي قد يُظهر ضوضاء إلكترونية أكبر بسبب التيار المظلم أو تأثيرات الانهيار. [ 4 ] يكون تيار التسريب في ثنائي PIN الجيد منخفضًا جدًا ( < 1 نانو أمبير) لدرجة أن ضوضاء جونسون-نايكويست لمقاومة الحمل في الدائرة النموذجية غالبًا ما تكون هي السائدة.

تُعدّ الثنائيات الضوئية الانهيارية ثنائيات ضوئية ذات بنية مُحسّنة للعمل بانحياز عكسي عالٍ، يقترب من جهد الانهيار العكسي. يسمح هذابتضاعف كل حامل شحنة ضوئية مُولّدة بفعل الانهيار الانهياري ، مما ينتج عنه كسب داخلي داخل الثنائي الضوئي، الأمر الذي يزيد من الاستجابة الفعّالة للجهاز. [ 5 ]

الرمز الإلكتروني للترانزستور الضوئي
ترانزستور ضوئي S604B

الترانزستور الضوئي هو ترانزستور حساس للضوء. يُعد الترانزستور الضوئي ثنائي القطب نوعًا شائعًا منه، وهو في جوهره ترانزستور ثنائي القطب مُغلّف بغلاف شفاف يسمح للضوء بالوصول إلى وصلة القاعدة-المجمع . اخترعه جون ن. شيف في مختبرات بيل عام 1948 [ 6 ] : 205، ولكن لم يُعلن عنه حتى عام 1950. [ 7 ] تُحقن الإلكترونات المتولدة من الفوتونات في وصلة القاعدة-المجمع في القاعدة، ويُضخّم تيار الثنائي الضوئي هذا بواسطة كسب التيار β (أو h<sub> fe</sub> ) للترانزستور. إذا استُخدمت أطراف القاعدة والمجمع، وتُرك الباعث غير موصول، يتحول الترانزستور الضوئي إلى ثنائي ضوئي. على الرغم من أن الترانزستورات الضوئية تتمتع بحساسية أعلى للضوء، إلا أنها لا تستطيع اكتشاف مستويات الضوء المنخفضة بشكل أفضل من الثنائيات الضوئية. كما أن زمن استجابة الترانزستورات الضوئية أطول بكثير. يُعد الترانزستور الضوئي ذو التأثير الحقلي (المعروف أيضًا باسم photoFET) نوعًا آخر من الترانزستورات الضوئية، وهو ترانزستور حساس للضوء ذو تأثير حقلي. وعلى عكس الترانزستورات ثنائية القطب الضوئية، يتحكم الترانزستور الضوئي ذو التأثير الحقلي في تيار المصدر-المصب عن طريق توليد جهد بوابة.

السولاريستور هو ترانزستور ضوئي ثنائي الأطراف بدون بوابة. وقد عرض باحثون من معهد ICN2 في عام 2018 نموذجًا مصغرًا من هذه السولاريستورات . يتمثل المفهوم الجديد في جهاز ثنائي الوظائف، مصدر طاقة وترانزستور، يعمل بالطاقة الشمسية من خلال استغلال تأثير المقاومة الذاكرية في تدفق حاملات الشحنة الضوئية . [ 8 ]

مواد

تُعد المادة المستخدمة في صنع الثنائي الضوئي بالغة الأهمية لتحديد خصائصه، لأن الفوتونات التي تمتلك طاقة كافية لإثارة الإلكترونات عبر فجوة النطاق للمادة هي فقط التي ستنتج تيارات ضوئية كبيرة.

المواد الشائعة الاستخدام في إنتاج الثنائيات الضوئية مدرجة في الجدول أدناه. [ 9 ]

مادةنطاق الطول الموجي للطيف الكهرومغناطيسي (نانومتر)
السيليكون190–1100
الجرمانيوم400–1700
زرنيخيد الإنديوم والغاليوم800–2600
كبريتيد الرصاص (II)<1000–3500
تيلوريد الزئبق والكادميوم400–14000

بسبب فجوة النطاق الأكبر، تولد الثنائيات الضوئية المصنوعة من السيليكون ضوضاء أقل من الثنائيات الضوئية المصنوعة من الجرمانيوم.

ظهرت المواد الثنائية، مثل MoS2 والجرافين ، كمواد جديدة لإنتاج الثنائيات الضوئية. [ 10 ]

تأثيرات الثنائي الضوئي غير المرغوب فيها والمرغوبة

أي وصلة ثنائية من نوع p-n، عند تعرضها للضوء، تُصبح مُحتملة أن تكون ثنائيًا ضوئيًا. تحتوي أشباه الموصلات، مثل الثنائيات والترانزستورات والدوائر المتكاملة، على وصلات ثنائية من نوع p-n، ولن تعمل بشكل صحيح إذا تعرضت لضوء غير مرغوب فيه. [ 11 ] [ 12 ] يُتجنب ذلك بتغليف الأجهزة في أغلفة معتمة. إذا لم تكن هذه الأغلفة معتمة تمامًا للإشعاع عالي الطاقة (الأشعة فوق البنفسجية، والأشعة السينية، وأشعة جاما)، فقد تتعطل الثنائيات والترانزستورات والدوائر المتكاملة [ 13 ] بسبب التيارات الضوئية المُستحثة. كما أن الإشعاع الخلفي من الغلاف له تأثير كبير. [ 14 ] يُخفف التحصين ضد الإشعاع من هذه التأثيرات.

في بعض الحالات، يكون هذا التأثير مرغوبًا فيه بالفعل، على سبيل المثال لاستخدام مصابيح LED كأجهزة حساسة للضوء (انظر: مصابيح LED كمستشعرات ضوئية ) أو حتى لحصاد الطاقة ، والتي تسمى أحيانًا بالثنائيات الباعثة للضوء والممتصة للضوء (LEADs). [ 15 ]

سمات

استجابة ثنائي ضوئي سيليكوني مقابل الطول الموجي للضوء الساقط

تشمل معايير الأداء الحاسمة للثنائي الضوئي الاستجابة الطيفية، والتيار المظلم، ووقت الاستجابة، والطاقة المكافئة للضوضاء.

الاستجابة الطيفية
الاستجابة الطيفية هي نسبة التيار الضوئي المتولد إلى قدرة الضوء الساقط، وتُقاس بوحدة أمبير / واط عند استخدامها في وضع التوصيل الضوئي. ويمكن التعبير عن اعتمادها على الطول الموجي أيضًا بالكفاءة الكمية أو نسبة عدد حاملات الشحنة الضوئية المتولدة إلى الفوتونات الساقطة، وهي كمية بلا وحدة.
التيار المظلم
التيار المظلم هو التيار المار عبر الصمام الثنائي الضوئي في غياب الضوء، عند تشغيله في وضع التوصيل الضوئي. يشمل التيار المظلم التيار الضوئي الناتج عن الإشعاع الخلفي وتيار التشبع لوصلة أشباه الموصلات. يجب مراعاة التيار المظلم من خلال المعايرة إذا استُخدم الصمام الثنائي الضوئي لإجراء قياس دقيق للطاقة الضوئية، كما أنه يُعد مصدرًا للتشويش عند استخدام الصمام الثنائي الضوئي في نظام اتصالات ضوئية.
زمن الاستجابة
زمن الاستجابة هو الوقت اللازم للكاشف للاستجابة لإشارة ضوئية. يمتص الفوتون بواسطة المادة شبه الموصلة زوجًا من الإلكترونات والفجوات، والذي بدوره يبدأ بالتحرك داخل المادة تحت تأثير المجال الكهربائي، وبالتالي يُولّد تيارًا . يُعرف زمن انتقال هذا التيار بفترة الانتشار، ويمكن حسابه باستخدام نظرية رامو . كما يمكن إثبات، باستخدام هذه النظرية، أن الشحنة الكلية المتولدة في الدائرة الخارجية هي e وليست 2e كما قد يتوقع المرء من وجود حاملي الشحنة. في الواقع، يجب أن يكون تكامل التيار الناتج عن كل من الإلكترون والفجوة مع الزمن مساويًا لـ e. تُؤدي مقاومة وسعة الثنائي الضوئي والدائرة الخارجية إلى زمن استجابة آخر يُعرف بثابت الزمن RC .τ=Rج{\displaystyle \tau =RC}يؤدي هذا المزيج من المقاومة (R) والسعة (C) إلى دمج الاستجابة الضوئية بمرور الوقت، وبالتالي إطالة زمن استجابة النبضة للثنائي الضوئي. عند استخدامه في نظام اتصالات ضوئية، يحدد زمن الاستجابة عرض النطاق الترددي المتاح لتعديل الإشارة، وبالتالي نقل البيانات.
القدرة المكافئة للضوضاء
القدرة المكافئة للضوضاء (NEP) هي الحد الأدنى من القدرة الضوئية المدخلة لتوليد تيار ضوئي، يساوي متوسط ​​تيار الضوضاء الفعال في نطاق ترددي 1 هرتز . وتُعدّ NEP أساسًا الحد الأدنى من القدرة القابلة للكشف. وتُعرف خاصية الكشف المرتبطة بها ( د{\displaystyle D}) هو معكوس NEP (1/NEP) والكشفية النوعية (د⋆{\displaystyle D^{\star }}) هو معامل الكشف مضروبًا في الجذر التربيعي للمساحة (أ{\displaystyle A}) من الكاشف الضوئي (د⋆=دأ{\displaystyle D^{\star }=D{\sqrt {A}}}) لعرض  نطاق ترددي يبلغ 1 هرتز. تسمح حساسية الكشف المحددة بمقارنة الأنظمة المختلفة بغض النظر عن مساحة المستشعر وعرض نطاق النظام؛ وتشير قيمة حساسية الكشف الأعلى إلى جهاز أو نظام منخفض الضوضاء. [ 16 ] على الرغم من أنه من المتعارف عليه إعطاء (د⋆{\displaystyle D^{\star }}) في العديد من الكتالوجات كمقياس لجودة الصمام الثنائي، ولكن في الواقع العملي، نادراً ما يكون هو المعيار الرئيسي.

عند استخدام الصمام الثنائي الضوئي في نظام الاتصالات الضوئية، تساهم جميع هذه المعلمات في حساسية جهاز الاستقبال الضوئي، وهي الحد الأدنى من طاقة الإدخال المطلوبة لجهاز الاستقبال لتحقيق معدل خطأ بت محدد .

التطبيقات

تُستخدم الثنائيات الضوئية من نوع P-n في تطبيقات مشابهة لأجهزة الكشف الضوئي الأخرى ، مثل الموصلات الضوئية ، وأجهزة اقتران الشحنات (CCD)، وأنابيب المضاعف الضوئي . ويمكن استخدامها لتوليد خرج يعتمد على الإضاءة (تناظري للقياس)، أو لتغيير حالة الدوائر (رقمي، إما للتحكم والتبديل أو لمعالجة الإشارات الرقمية).

تُستخدم الثنائيات الضوئية في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية مثل مشغلات الأقراص المدمجة ، وأجهزة كشف الدخان ، والأجهزة الطبية [ 17 ] ، وأجهزة استقبال أجهزة التحكم عن بُعد بالأشعة تحت الحمراء المستخدمة للتحكم في المعدات بدءًا من أجهزة التلفاز وحتى مكيفات الهواء. في العديد من التطبيقات، يمكن استخدام الثنائيات الضوئية أو الموصلات الضوئية. ويمكن استخدام أي من نوعي المستشعرات الضوئية لقياس الضوء، كما هو الحال في مقاييس الضوء الخاصة بالكاميرات ، أو للاستجابة لمستويات الإضاءة، كما هو الحال في تشغيل إضاءة الشوارع بعد حلول الظلام.

يمكن استخدام جميع أنواع المستشعرات الضوئية للاستجابة للضوء الساقط أو لمصدر ضوئي ضمن نفس الدائرة أو النظام. غالبًا ما يُدمج الصمام الثنائي الضوئي مع باعث للضوء، وعادةً ما يكون صمامًا ثنائيًا باعثًا للضوء (LED)، إما للكشف عن وجود عائق ميكانيكي أمام الشعاع ( مفتاح بصري مشقوق ) أو لربط دائرتين رقميتين أو تناظريتين مع الحفاظ على عزل كهربائي عالٍ للغاية بينهما، غالبًا لأغراض السلامة ( مقرن ضوئي ). كما يُستخدم مزيج الصمام الثنائي الباعث للضوء والصمام الثنائي الضوئي في العديد من أنظمة الاستشعار لتوصيف أنواع مختلفة من المنتجات بناءً على امتصاصها الضوئي .

تُستخدم الثنائيات الضوئية غالبًا لقياس شدة الضوء بدقة في العلوم والصناعة. وتتميز عمومًا باستجابة خطية أكثر من الموصلات الضوئية.

كما أنها تستخدم على نطاق واسع في تطبيقات طبية متنوعة، مثل أجهزة الكشف للتصوير المقطعي المحوسب (المقترنة بالمواد الوميضية )، وأجهزة تحليل العينات ( المقايسة المناعية )، وأجهزة قياس التأكسج النبضي .

تعتبر ثنائيات PIN أسرع وأكثر حساسية من ثنائيات الوصلة p-n، وبالتالي فهي تستخدم غالبًا في الاتصالات الضوئية وفي تنظيم الإضاءة.

لا تُستخدم الثنائيات الضوئية من نوع P-n لقياس شدة الضوء المنخفضة للغاية. بدلاً من ذلك، إذا كانت هناك حاجة إلى حساسية عالية، تُستخدم الثنائيات الضوئية الانهيارية ، أو أجهزة اقتران الشحنة المكثفة ، أو أنابيب المضاعف الضوئي لتطبيقات مثل علم الفلك ، والتحليل الطيفي ، ومعدات الرؤية الليلية ، وتحديد المدى بالليزر .

مقارنة مع المضاعفات الضوئية

المزايا مقارنة بالمضاعفات الضوئية : [ 18 ]

  1. خطية ممتازة لتيار الخرج كدالة للضوء الساقط
  2. الاستجابة الطيفية من 190  نانومتر إلى 1100  نانومتر ( السيليكون )، وأطوال موجية أطول مع مواد أشباه الموصلات الأخرى
  3. ضوضاء منخفضة
  4. مُصمم لتحمل الإجهاد الميكانيكي
  5. تكلفة منخفضة
  6. صغير الحجم وخفيف الوزن
  7. عمر طويل
  8. كفاءة كمية عالية ، عادة ما تكون 60-80% [ 19 ]
  9. لا يتطلب جهدًا كهربائيًا عاليًا

عيوب مقارنة بالمضاعفات الضوئية :

  1. مساحة صغيرة
  2. لا يوجد كسب داخلي (باستثناء الثنائيات الضوئية الانهيارية ، ولكن كسبها عادة ما يكون 10 2 –10 3 مقارنة بـ 10 5 –10 8 للمضاعف الضوئي)
  3. حساسية إجمالية أقل بكثير
  4. لا يمكن عد الفوتونات إلا باستخدام ثنائيات ضوئية مصممة خصيصًا، وعادة ما تكون مبردة، مع دوائر إلكترونية خاصة.
  5. يكون وقت الاستجابة للعديد من التصاميم أبطأ
  6. التأثير الكامن

ثنائي ضوئي مثبت

يحتوي الصمام الثنائي الضوئي المثبت (PPD) على غرس سطحي (P+ أو N+) في طبقة انتشار من النوع N أو P، على التوالي، فوق طبقة ركيزة من النوع P أو N (على التوالي)، بحيث يمكن استنفاد طبقة الانتشار الوسيطة بالكامل من حاملات الشحنة الرئيسية، مثل منطقة القاعدة في ترانزستور ثنائي القطب . يُستخدم الصمام الثنائي الضوئي المثبت (عادةً PNP) في مستشعرات CMOS ذات البكسل النشط ؛ وقد ابتكرت شركة سوني في عام 1975 نموذجًا أوليًا ثلاثي الوصلات NPNP مزودًا بمكثف عازل MOS ونظام إضاءة خلفية مع نقل كامل للشحنة وبدون تأخير في الصورة. وقد شاع استخدام هذا النظام في العديد من تطبيقات أجهزة نقل الشحنة.

عانت مستشعرات الصور المبكرة بتقنية اقتران الشحنات من تأخر الغالق . وقد تم تفسير ذلك إلى حد كبير بإعادة ابتكار الصمام الثنائي الضوئي المثبت. [ 20 ] طُوِّر هذا الصمام بواسطة نوبوكازو تيرانيشي وهيروميتسو شيراكي وياسوو إيشيهارا في شركة NEC عام 1980. [ 20 ] [ 21 ] أدركت شركة سوني عام 1975 أنه يمكن التخلص من التأخير إذا أمكن نقل حاملات الإشارة من الصمام الثنائي الضوئي إلى جهاز اقتران الشحنات. أدى ذلك إلى ابتكارهم للصمام الثنائي الضوئي المثبت، وهو بنية كاشف ضوئي تتميز بانخفاض التأخير والضوضاء، وكفاءة كمية عالية، وتيار مظلم منخفض . [ 20 ] نُشرت هذه البنية لأول مرة علنًا من قِبل تيرانيشي وإيشيهارا مع أ. كوهونو وإ. أودا وك. أراي عام 1982، مع إضافة بنية مضادة للتوهج. [ 20 ] [ 22 ] أُطلق على بنية كاشف الضوء الجديدة التي ابتكرتها شركة سوني عام 1975، وطورتها شركة NEC عام 1982، ثم شركة كوداك عام 1984، اسم "الصمام الثنائي الضوئي المثبت" (PPD) من قِبل بي سي بيركي في شركة كوداك عام 1984. وفي عام 1987، بدأ دمج الصمام الثنائي الضوئي المثبت في معظم مستشعرات CCD، ليصبح عنصرًا أساسيًا في كاميرات الفيديو الإلكترونية الاستهلاكية ، ثم في الكاميرات الرقمية الثابتة . [ 20 ]

تم تصنيع أول مستشعر صور CMOS بتقنية PPD منخفضة الجهد عام 1995 بواسطة فريق مشترك من مختبر الدفع النفاث (JPL) وشركة كوداك . ثم جرى تطوير وتحسين مستشعر CMOS بتقنية PPD على يد آر إم غايداش عام 1997، وك. يونيموتو وهـ. سومي عام 2000، وإ. إينوي عام 2003. وقد أدى ذلك إلى تحقيق مستشعرات CMOS أداءً تصويريًا يضاهي أداء مستشعرات CCD، بل ويتفوق عليها لاحقًا.

مصفوفة الثنائيات الضوئية

شريحة مصفوفة ثنائية ضوئية أحادية البعد تحتوي على أكثر من 200 ثنائي ضوئي في الخط الذي يمر عبر المركز
تشغل مصفوفة ثنائية الأبعاد من الثنائيات الضوئية مكونة من 4 × 4 بكسل فقط الجانب الأيسر من أول شريحة استشعار ضوئية للفأرة ، حوالي عام 1982.

يمكن استخدام مصفوفة أحادية البعد تضم مئات أو آلاف الثنائيات الضوئية كمستشعر للموقع ، على سبيل المثال كجزء من مستشعر الزاوية. [ 23 ] وتُستخدم مصفوفة ثنائية الأبعاد في مستشعرات الصور والفأرات الضوئية .

في بعض التطبيقات، تسمح مصفوفات الثنائيات الضوئية بقراءة متوازية عالية السرعة، بدلاً من دمج إلكترونيات المسح كما هو الحال في أجهزة اقتران الشحنات (CCD) أو مستشعرات CMOS . تتميز شريحة الفأرة الضوئية الموضحة في الصورة بإمكانية الوصول المتوازي (وليس المتعدد) إلى جميع الثنائيات الضوئية الستة عشر في مصفوفة 4 × 4 الخاصة بها.

مستشعر صور البكسل السلبي

مستشعر البكسل السلبي (PPS) هو نوع من مصفوفات الثنائيات الضوئية، وكان بمثابة النواة الأولى لمستشعر البكسل النشط (APS). [ 20 ] يتكون مستشعر البكسل السلبي من بكسلات سلبية تُقرأ دون تضخيم ، حيث يتكون كل بكسل من ثنائي ضوئي ومفتاح MOSFET . [ 24 ] في مصفوفة الثنائيات الضوئية، تحتوي البكسلات على وصلة p-n ، ومكثف مدمج، وترانزستورات MOSFET كترانزستورات اختيار . اقترح جي. ويكلر مصفوفة الثنائيات الضوئية عام 1968، قبل ظهور تقنية CCD. [ 25 ] شكلت هذه المصفوفة الأساس لمستشعر البكسل السلبي. [ 20 ]

تُشكل الضوضاء في مصفوفات الثنائيات الضوئية أحيانًا عائقًا أمام الأداء. لم يكن من الممكن تصنيع مستشعرات بكسل نشطة بحجم بكسل عملي في سبعينيات القرن الماضي، نظرًا لمحدودية تقنية الطباعة الحجرية الدقيقة في ذلك الوقت. [ 25 ]

انظر أيضاً

مراجع

المجال العام تتضمن هذه المقالة موادًا متاحة للعموم من المعيار الفيدرالي 1037C ، إدارة الخدمات العامة . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 22 يناير 2022.

  1. ↑ بيرسال، توماس (2010). أساسيات الفوتونيات، الطبعة الثانية . ماكجرو هيل. ISBN 978-0-07-162935-5أُرشف من المصدر الأصلي بتاريخ 17 أغسطس 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 فبراير 2021 .
  2. ↑ تافيرنييه، فيليب وستيايرت، ميشيل (2011) أجهزة استقبال بصرية عالية السرعة مع ثنائي ضوئي مدمج بتقنية CMOS النانوية . سبرينغر. ISBN 1-4419-9924-8الفصل الثالث: من الضوء إلى التيار الكهربائي - الثنائي الضوئي
  3. 1 2 هابرلين، هاينريش (2012). الخلايا الكهروضوئية: تصميم النظام وتطبيقاته . جون وايلي وأولاده. الصفحات SA3–PA11–14. ISBN  978-1-119-97838-1تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2019 .
  4. ↑ "ملاحظات تطبيقية حول الثنائيات الضوئية - إكسيليتاس - انظر الملاحظة 4" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 13 نوفمبر 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 نوفمبر 2014 .
  5. ↑ بيرسال، توماس؛ بولاك، مارتن (1985). الثنائيات الضوئية لأشباه الموصلات المركبة، أشباه الموصلات وأشباه المعادن، المجلد 22D . إلسيفير. الصفحات 173-245 . doi : 10.1016/S0080-8784(08)62953-1 . 
  6. ↑ ريوردان، مايكل ؛ هوديسون، ليليان (1998). كريستال فاير: اختراع الترانزستور وولادة عصر المعلومات . دبليو دبليو نورتون وشركاه. ISBN 978-0-393-31851-7.
  7. ↑ "الترانزستور الضوئي" . سجل مختبرات بيل . مايو 1950. مؤرشف من الأصل في 4 يوليو 2015. تم الاطلاع عليه في 9 أبريل 2012 .
  8. ^ بيريز توماس، أمادور. ليما، أندرسون. بيلون، كوينتين؛ شيرلي، إيان؛ الكاتالونية، غوستاو. ليرا كانتو، مونيكا (2018). "الترانزستور الشمسي والذاكرة الكهروضوئية" . المواد الوظيفية المتقدمة . 28 (17) 1707099. بيب كود : 2018AdvFM..2807099P . دوى : 10.1002/adfm.201707099 . اتش دي ال : 10261/199048 . ردمك 1616-3028 . S2CID 102819292 .  
  9. ↑ هيلد، جي، مقدمة في تكنولوجيا وتطبيقات الصمام الثنائي الباعث للضوء، مطبعة سي آر سي، (عالميًا، 2008). الفصل 5، صفحة 116. ISBN 1-4200-7662-0
  10. ^ يين، زونغيو؛ لي هاي؛ لي هونغ. جيانغ، لين؛ شي، يومينج؛ صن، ينغوي؛ لو، جانج؛ تشانغ، تشينغ؛ تشن، شياو دونغ. تشانغ ، هوا (21 ديسمبر 2011). “الترانزستورات الضوئية أحادية الطبقة MoS”. ايه سي اس نانو . 6 (1): 74– 80. أرخايف : 1310.8066 . دوى : 10.1021/nn2024557 . بميد 22165908 . S2CID 27038582 .  
  11. ↑ شانفيلد، ز. وآخرون (1988) دراسة تأثيرات الإشعاع على أجهزة أشباه الموصلات والدوائر المتكاملةDNA-TR-88-221
  12. ↑ إنيفسكي، كريستوف (محرر) (2010)، تأثيرات الإشعاع في أشباه الموصلات ، مطبعة سي آر سي، رقم ISBN 978-1-4398-2694-2
  13. ↑ زيلر، إتش آر (1995). "أعطال ناتجة عن الأشعة الكونية في أجهزة أشباه الموصلات عالية الطاقة". إلكترونيات الحالة الصلبة . 38 (12): 2041-2046 . Bibcode : 1995SSEle..38.2041Z . doi : 10.1016/0038-1101(95)00082-5 .
  14. ↑ ماي، تي سي؛ وودز، إم إتش (1979). "الأخطاء العابرة الناتجة عن جسيمات ألفا في الذاكرة الديناميكية". معاملات IEEE للأجهزة الإلكترونية . 26 (1): 2-9 . Bibcode : 1979ITED...26....2M . doi : 10.1109/T-ED.1979.19370 . S2CID 43748644 . ورد في باومان، آر سي (2004). "الأخطاء العابرة في الدوائر المتكاملة التجارية". المجلة الدولية للإلكترونيات والأنظمة عالية السرعة . 14 (2): 299-309 . doi : 10.1142/S0129156404002363 . وُجد أن جسيمات ألفا المنبعثة من التحلل الإشعاعي الطبيعي لليورانيوم والثوريوم والنظائر الناتجة عنها، والتي توجد كشوائب في مواد التغليف، هي السبب الرئيسي لمعدل الأخطاء العابرة في ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية.
  15. ^ ارزبيرجر ، أرنو (21/06/2016). "Halbleitertechnik Der LED fehlt der Doppelpfeil" . إلكترونيك (باللغة الألمانية). مؤرشفة من الأصلي بتاريخ 2017-02-14 . تم الاسترجاع 2017/02/14 .
  16. ↑ بروكر، غراهام (2009) مقدمة في أجهزة الاستشعار لتحديد المدى والتصوير ، دار نشر سايتك، ص 87. ISBN 9781891121746
  17. ↑ إي. أغيلار بيلايز وآخرون، "مفاضلات خفض استهلاك الطاقة لمصابيح LED في قياس تشبع الأكسجين النبضي المتنقل"، المؤتمر الدولي السنوي التاسع والعشرون لجمعية مهندسي الكهرباء والإلكترونيات في الهندسة الطبية والبيولوجية، ليون، 2007، الصفحات 2296-2299. doi: 10.1109/IEMBS.2007.4352784، الرابط: https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=4352784&isnumber=4352185
  18. ↑ دليل فني للثنائي الضوئي، مؤرشف بتاريخ 4 يناير 2007 على موقع هاماماتسو الإلكتروني (Wayback Machine) .
  19. ↑ كنول، إف جي (2010). الكشف عن الإشعاع وقياسه ، الطبعة الرابعة. وايلي، هوبوكين، نيوجيرسي. ص 298. ISBN 978-0-470-13148-0
  20. 1 2 3 4 5 6 7 فوسوم، إريك ر .؛ هوندونغوا، د.ب. (2014). "مراجعة للثنائي الضوئي المثبت لمستشعرات الصور CCD وCMOS" . مجلة IEEE لجمعية أجهزة الإلكترونيات . 2 (3): 33-43 . Bibcode : 2014IJEDS...2...33F . doi : 10.1109/JEDS.2014.2306412 .
  21. ↑ براءة الاختراع الأمريكية رقم 4,484,210، والتي كانت عبارة عن ثنائي ضوئي مدفون من نوع السطح العائم ذي بنية مشابهة لاختراع فيليبس لعام 1975. جهاز تصوير ذو حالة صلبة يتميز بانخفاض تأخير الصورة
  22. ^ تيرانيشي، نوبوزاكو ؛ كوهونو، أ؛ ايشيهارا، ياسو؛ أودا، إي. أراي، ك. (ديسمبر 1982). “لا يوجد هيكل ثنائي ضوئي لتأخر الصورة في مستشعر الصور CCD بين الخطوط”. 1982 الاجتماع الدولي للأجهزة الإلكترونية . الصفحات من 324 إلى 327. دوى : 10.1109/IEDM.1982.190285 . S2CID 44669969 .  
  23. ↑ غاو، وي (2010). القياس النانوي الدقيق: أجهزة الاستشعار وأنظمة القياس للتصنيع النانوي . سبرينغر. ص 15-16 . ISBN  978-1-84996-253-7.
  24. ↑ كوزلوفسكي، إل جيه؛ لو، جيه؛ كلاينهاينز، دبليو إي؛ ليو، تي. (14 سبتمبر 1998). باين، بيدابراتا؛ لومهايم، تيرينس إس. (محررون). "مقارنة بين مخططات البكسل السلبية والفعالة لأجهزة التصوير المرئي CMOS" . إلكترونيات قراءة الأشعة تحت الحمراء IV . 3360. الجمعية الدولية للبصريات والضوئيات: 101-110 . Bibcode : 1998SPIE.3360..101K . doi : 10.1117/12.584474 . S2CID 123351913 . 
  25. 1 2 فوسوم، إريك ر. (12 يوليو 1993). "مستشعرات البكسل النشطة: هل أصبحت أجهزة اقتران الشحنة من الماضي؟". في: بلوك، مورلي م. (محرر). أجهزة اقتران الشحنة ومستشعرات الحالة الصلبة البصرية III . المجلد 1900. الجمعية الدولية للبصريات والضوئيات. الصفحات 2-14 . Bibcode : 1993SPIE.1900....2F . CiteSeerX 10.1.1.408.6558 . doi : 10.1117/12.148585 . S2CID 10556755 .    {{cite book}}تم |journal=تجاهله ( مساعدة )