Meriv çawa dengê fotodetektoran kêm dike
Dengê fotodetektoran bi giranî ev tiştan dihewîne: dengê herikê, dengê germî, dengê gulebaranê, dengê 1/f û dengê firehband, û hwd. Ev dabeşkirin tenê yek nisbeten xav e. Vê carê, em ê taybetmendî û dabeşkirinên deng ên berfirehtir bidin nasîn da ku alîkariya her kesî bikin ku bandora celebên cûda yên deng li ser sînyalên derketinê yên fotodetektoran çêtir fam bike. Tenê bi têgihîştina çavkaniyên deng em dikarin dengê fotodetektoran çêtir kêm bikin û baştir bikin, bi vî rengî rêjeya sînyal-bi-deng a pergalê çêtir bikin.
Dengê gulebaranê guherînek bêserûber e ku ji ber xwezaya cihêreng a hilgirên bargiran çêdibe. Bi taybetî di bandora fotoelektrîkî de, dema ku foton li pêkhateyên hestiyar ên wêneyê dixin da ku elektronan çêbikin, çêbûna van elektronan bêserûber e û li gorî belavbûna Poisson e. Taybetmendiyên spektral ên dengê gulebaranê dûz û serbixwe ne ji mezinahiya frekansê, û ji ber vê yekê jê re dengê spî jî tê gotin. Ravekirina matematîkî: Nirxa navînî ya çargoşeyî (RMS) ya dengê gulebaranê dikare wekî: were îfade kirin.
Di nav wan de:
e: Barkê elektronîkî (nêzîkî 1.6 × 10-19 coulomb)
Idark: Herika tarî
Δf: Bandfirehî
Dengê gulebaranê bi mezinbûna herikê re rêjeyî ye û di hemî frekansan de sabît e. Di formulê de, Idark herika tarî ya fotodîyodê temsîl dike. Ango, di nebûna ronahiyê de, fotodîyod dengê herika tarî ya nexwestî heye. Ji ber ku dengê xwerû li dawiya herî pêş a fotodetektorê heye, her ku herika tarî mezintir be, dengê fotodetektorê jî mezintir dibe. Herika tarî ji hêla voltaja xebitandina alîgirê fotodîyodê ve jî bandor dibe, ango, voltaja xebitandina alîgirê mezintir be, herika tarî jî mezintir dibe. Lêbelê, voltaja xebitandina alîgirê bandorê li kapasîteya girêdana fotodetektorê jî dike, bi vî rengî bandorê li leza û bandfirehiya fotodetektorê dike. Wekî din, voltaja alîgirê mezintir be, leza û bandfirehiya wê jî mezintir dibe. Ji ber vê yekê, di warê dengê gulebaranê, herika tarî û performansa bandfirehiya fotodîyodan de, divê sêwirana maqûl li gorî hewcedariyên projeya rastîn were kirin.
2. Dengê Lerizînê 1/f
Dengê 1/f, ku wekî dengê lerzok jî tê zanîn, bi piranî di rêza frekansên nizm de çêdibe û bi faktorên wekî kêmasiyên materyalê an paqijiya rûyê ve girêdayî ye. Ji diyagrama taybetmendiyên wê yên spektral, tê dîtin ku dendika spektral a hêza wê di rêza frekansên bilind de ji rêza frekansên nizm pir piçûktir e, û ji bo her 100 caran zêdebûna frekansê, dengê dendika spektral bi awayekî xêzikî 10 caran kêm dibe. Dendika spektral a hêza dengê 1/f bi awayekî berevajî rêjeyî frekansê ye, ango:
Di nav wan de:
SI(f): Tîrbûna spektral a hêza deng
Ez: Niha
f: Frekans
Dengê 1/f di rêza frekansên nizm de girîng e û bi zêdebûna frekansê re qels dibe. Ev taybetmendî wê dike çavkaniyek sereke ya destwerdanê di sepanên frekansên nizm de. Dengê 1/f û dengê firehband bi giranî ji dengê voltaja amplîfîkatora operasyonel a di hundirê fotodetektorê de tê. Gelek çavkaniyên din ên deng hene ku bandorê li dengê fotodetektoran dikin, wekî dengê dabînkirina hêzê ya amplîfîkatorên operasyonel, dengê herikê, û dengê germî yê tora berxwedanê di destkeftiya devreyên amplîfîkatora operasyonel de.
3. Dengê voltaja û herikê yê amplîfîkatora operasyonel: Tîrbûna spektral a voltaja û herikê di wêneyê jêrîn de tê nîşandan:
Di devreyên amplîfîkatorên operasyonel de, dengê herikê tê dabeşkirin bo dengê herikê yê di qonaxan de û dengê herikê yê berevajîker. Dengê herikê yê di qonaxan de i+ di berxwedêra navxweyî ya çavkaniyê Rs re derbas dibe, û dengekî voltaja wekhev u1= i+*Rs çêdike. I- Dengê herikê yê berevajîker di berxwedêra wekhev a qezencê R re derbas dibe da ku dengê voltaja wekhev u2= I-*R çêbike. Ji ber vê yekê, dema ku RS ya dabînkirina hêzê mezin be, dengê voltaja ku ji dengê herikê veguheriye jî pir mezin e. Ji ber vê yekê, ji bo baştirkirina dengekî çêtir, dengê dabînkirina hêzê (tevî berxwedana navxweyî) jî rêgezek sereke ye ji bo baştirkirinê. Tîrbûna spektral a dengê herikê jî bi guherînên frekansê re naguhere. Ji ber vê yekê, piştî ku ji hêla devreyê ve tê amplîfîkasyon kirin, ew, mîna herika tarî ya fotodîyodê, bi berfirehî dengê gulebaranê yê fotodetektorê pêk tîne.
4. Dengê germî yê tora berxwedanê ji bo qezencê (faktora amplîfîkasyonê) ya çerxa amplîfîkatora operasyonel dikare bi karanîna formula jêrîn were hesibandin:
Di nav wan de:
k: Sabita Boltzmann (1.38 × 10-23J/K)
T: Germahiya Mutleq (K)
R: Dengê germî yê berxwedanê (ohm) bi germahî û nirxa berxwedanê ve girêdayî ye, û spektruma wê deşt e. Ji formulê tê dîtin ku nirxa berxwedana destkeftinê çiqas mezintir be, dengê germî jî ewqas mezintir dibe. Her ku bandfireh mezintir be, dengê germî jî ewqas mezintir dibe. Ji ber vê yekê, ji bo ku nirxa berxwedanê û nirxa bandfirehê hem hewcedariyên destkeftinê û hem jî hewcedariyên bandfirehê bicîh bînin, û di dawiyê de jî rêjeya dengek kêm an jî rêjeya sînyala-deng a bilind bixwazin, hilbijartina berxwedêrên destkeftinê divê bi baldarî were nirxandin û li gorî hewcedariyên projeya rastîn were nirxandin da ku rêjeya sînyala-deng a îdeal a pergalê were bidestxistin.
Berhevkirinî
Teknolojiya baştirkirina deng di baştirkirina performansa fotodetektor û cîhazên elektronîkî de roleke girîng dilîze. Rastbûna bilind tê wateya dengê kêm. Ji ber ku teknoloji rastbûna bilindtir dixwaze, pêdiviyên ji bo deng, rêjeya sînyala-deng, û hêza dengê wekhev a fotodetektoran jî her ku diçe zêdetir dibin.
Dema şandinê: 22ê Îlonê, 2025