g u t x .com.tr İpek yolu - Çin'i anlamaya götürürüm

1 + 1 100? Bu yeni fototransistör yapabilir

biliyor musun? Bir cep telefonunda yüz milyonlarca transistör vardır! Hemen hemen tüm akıllı elektronik ürünler, büyük transistörlerden oluşur. Transistörler şu anda en önemli yarı iletken elektronik bileşenlerdir, hiçbiri.

Elektronik transistör (İnternetten resim)

Transistörler genellikle iki giriş terminali ve bir çıkış terminali olan 3 porta (kutup) sahiptir.Bir giriş terminalinin sinyali diğer giriş terminalinin sinyalini yükseltebilir, modüle edebilir ve değiştirebilir.

En temsili transistör, iki kutuplu transistör veya transistör olarak da bilinen bir triyottur. Triodun taban, yayıcı ve toplayıcı olmak üzere üç elektrodu vardır. Triyot, temel yarı iletken bileşenlerden biridir.Kolektörün yüksek akım sinyalini kontrol etmek için tabanın düşük akım sinyalini kullanabilir, böylece yayıcının çıkış sinyali özellikleri, tabanın düşük akım sinyal özellikleriyle aynıdır, ancak akım yoğunluğu çoktur. Baz giriş sinyalinin çoklu amplifikasyonunun etkisini elde etmek için kazanç.

Transistörler aslında musluklara çok benzer. Muslukta su girişi, valf kontrolü ve su çıkışı vardır Su girişi ve valf kontrolü iki giriş ucuna eşdeğerdir ve su çıkışı çıkış ucuna eşdeğerdir. Su girişi musluğun su kaynağını sağlar, musluğun kolunu nazikçe çevirebiliriz (transistör için bu işlem, tabanın düşük akım sinyaline eşdeğer bir mikro kontrol olarak kabul edilebilir) ve çıkışın su akışı isteğe göre değiştirilebilir. Boyut, mikro kontrolden büyük su akışına geçişi gerçekleştirin.

Musluk diyagramı (İnternetten resim)

Transistörün farklı giriş ve çıkışına göre, transistörü elektronik transistör, fototransistör, tamamen optik transistör, tamamen optik giriş fototransistörü vb. Olarak bölebiliriz.

Elektronik transistör (Şekil 1a): elektrik + elektrik elektrik. 1947'de, elektronik transistörlerin ortaya çıkışı, elektronik endüstrisinde muazzam değişikliklere yol açtı.Günümüzde, bu tür elektronik transistörler işlemcilerde ve belleklerde her yerde kullanılmaktadır.
Fototransistör (Şekil 1b): elektrik + ışık elektrik, genellikle çeşitli optoelektronik cihazlarda ışık kontrol anahtarı olarak kullanılır.
Tam optik transistörler (Şekil 1c): ışık + ışık ışık, gelecekteki fotonik bilgisayarların gelişimi için bir temel oluşturabilir.
Tam optik girişli fototransistör (Şekil 1d): ışık + ışık elektrik, gelecekteki elektrikli cihazların ve optik cihazların uyumluluğuna yardımcı olabilir.

Şekil 1 Elektronik transistör, fototransistör, tamamen optik transistör ve tüm optik giriş fototransistörünün şematik diyagramı.

Bugün, onlardan birine, yani tamamen optik girişli fototransistöre odaklanacağız. Bu transistör, Katı Hal Enstitüsü, Hefei Çin Bilimler Akademisi Araştırma Enstitüsü'nden Fei Guangtao ve Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden Dr. Zhang Yao'nun araştırma grubu tarafından geliştirilmiştir.

Katı Hal Enstitüsünden Dr. Xudong Gao, gümüş / titanyum oksit (Ag / TiO2) gözenekli filmin optoelektronik özelliklerini incelerken, yanlışlıkla darbeli kızılötesi ışığın gümüş / titanyum oksit cihaz devresinde darbeli akım üretebileceğini keşfetti.Ultraviyole ışık demeti ışınlandığında, Bu darbe akımı yaklaşık 100 kat artırılabilir (Şekil 2).

Şekil 2 Foto akımı geliştirme etkisi: Ultraviyole ışığın cihazın kızılötesi ışığa yakın ışık tepkisi üzerindeki etkisi.

Bu çok ilginçtir, yani sadece kızılötesi ışık ışınlandığında, çıkış foto akımı 1 nA'dır, sadece ultraviyole ışık ışınlandığında çıkış akımı 1 nA'dır, kızılötesi ve ultraviyole ışık aynı anda ışınlandığında çıkış akımı artabilir Yaklaşık 100 nA'ya! Şu şekilde ifade edilebilir: kızılötesi ışık 1 nA, ultraviyole ışık 1 nA, kızılötesi ışık + ultraviyole ışık 100 nA ve çıkış akımının frekansı tamamen kızılötesi ışıktan miras alınır, bu nedenle kızılötesi ışığın foto-akım sinyalinin 100 ile yükseltildiği söylenebilir. Zamanlar.

Bu fenomen, genel fotodedektörlerin "foto-akım birikimi" etkisini ortadan kaldırır ve bir transistöre benzer bir amplifikasyon etkisine sahiptir.

Triodun ve gümüş / titanyum oksit kompozit filmin çıkış karakteristik eğrileri karşılaştırıldığında, ikisinin eğrilerinin çok benzer olduğu görülebilir, bu nedenle bu gümüş / titanyum oksit kompozit filme tüm ışık girişli fototransistör denir. Ayrıca, bu tür bir optoelektronik cihazın sadece iki ışık girişi ile gerçekleştirilebileceğini ve harici bir elektrik sürücüye gerek olmadığını belirtmekte fayda var.

Şekil 3 (a) Triodun çıktı karakteristik eğrisi, (b) Gümüş / titanyum oksit kompozit filmin fotoelektrik çıktı karakteristik eğrisi.

Analizleri, ışık kontrollü foto akımın bu gelişmiş özelliğinin, gümüş / titanyum oksit arayüzündeki Schottky bariyerinden kaynaklandığını gösterdi. Schottky bariyeri, bir metal ve bir yarı iletken arasındaki temasın oluşturduğu ve elektronların göçünü engelleyebilen bir enerji bariyeridir.

Musluğumuza tekrar baktığımızda Schottky bariyeri, ultraviyole ışıkla kontrol edilebilen bir musluğun valf kontrolüne eşdeğerdir; kızılötesi ışık ise bir musluğun su girişine eşdeğerdir ve termiyonikleri harekete geçirebilir; termiyonikler eşdeğerdir. Musluktaki su. Musluğun valf kontrolünü sıktık ve su akışı küçüktü. Benzer şekilde, gümüş / titanyum oksit fotoelektrik cihazda, Schottky bariyeri yüksek olduğunda, çıkış foto akımı küçüktür ve çıkış akımı, Schottky bariyerinin yüksekliği ultraviyole ışık ile değiştirilerek ayarlanabilir.

Şekil 4 Gümüş / titanyum oksidin foto-kontrollü akım süreci, bir musluğun valf kontrollü işlemine benzer. Işık kontrollü akım sürecinde, ultraviyole ışık, Schottky bariyerinin yüksekliğini kontrol eder ve yakın kızılötesi ışık, bir akım oluşturmak için bariyeri geçmek için sıcak elektronları uyarır.

Elektrik sinyallerini yükseltmek, değiştirmek ve modüle etmek için bir triodun işlevlerine benzer şekilde, bu gümüş / titanyum oksit kompozit film tamamen optik giriş fototransistörü, fotoelektrik sinyalleri geliştirmek, değiştirmek ve modüle etmek için kullanılabilir (Şekil 5). Bu çalışma, optoelektronik cihazların gelecekteki gelişimi için önemli bir referans sağlar.