דאס הארץ פון האַלב-קאָנדוקטאָר לאַזערס: פֿאַרשטיין די פּן דזשאַנקשאַן

מיט דער שנעלער אַנטוויקלונג פון אָפּטאָעלעקטראָנישער טעכנאָלאָגיע, האָבן האַלב-קאָנדוקטאָר לאַזערס געפֿונען ברייטע אַפּליקאַציעס אין פֿעלדער ווי קאָמוניקאַציע, מעדיצינישע עקוויפּמענט, לאַזער ריינדזשינג, אינדוסטריעלע פּראַסעסינג און קאָנסומער עלעקטראָניק. אין צענטער פֿון דער טעכנאָלאָגיע ליגט די PN דזשאַנקשאַן, וואָס שפּילט אַ וויכטיקע ראָלע - ניט נאָר ווי די מקור פֿון ליכט אויסשטראַלונג, נאָר אויך ווי די יסוד פֿון דער אָפּעראַציע פֿון דעם מיטל. דער אַרטיקל גיט אַ קלאָרן און קאָנציסן איבערבליק פֿון דער סטרוקטור, פּרינציפּן און שליסל פֿונקציעס פֿון די PN דזשאַנקשאַן אין האַלב-קאָנדוקטאָר לאַזערס.

1. וואָס איז אַ פּ.נ. דזשאַנקשאַן?

א PN קנופ איז די צובינד וואס ווערט געשאפן צווישן א P-טיפ האלב-קאנדוקטאר און א N-טיפ האלב-קאנדוקטאר:

פּ-טיפּ האַלב-קאָנדוקטאָר איז דאָפּירט מיט אַקסעפּטאָר אומריינקייטן, ווי באָר (B), מאַכנדיג לעכער די מערהייט אָפּצאָל טרעגער.

דער N-טיפּ האַלב-קאָנדוקטאָר איז דאָפּירט מיט דאָנאָר-פאַרפּעסטיקונגען, ווי פאָספאָר (P), מאַכנדיג עלעקטראָנען די מערהייט טרעגער.

ווען די פּ-טיפּ און נ-טיפּ מאַטעריאַלן ווערן געבראַכט אין קאָנטאַקט, עלעקטראָנען פֿון דער נ-געגנט דיפֿוזירן אין דער פּ-געגנט, און לעכער פֿון דער פּ-געגנט דיפֿוזירן אין דער נ-געגנט. די דיפֿוזיע שאַפֿט אַ דיפּלישאַן געגנט וווּ עלעקטראָנען און לעכער פֿאַראייניקן זיך ווידער, לאָזנדיק הינטער זיך געלאָדענע יאָנען וואָס שאַפֿן אַן אינערלעכן עלעקטרישן פֿעלד, באַקאַנט ווי אַן איינגעבויטע פּאָטענציעל באַריערע.

2. די ראלע פון ​​די PN קנופ אין לאַזערס

(1) טרעגער אינדזשעקציע

ווען דער לאַזער אַרבעט, איז די PN דזשאַנקשאַן פאָרווערטס-גענייגט: די P-געגנט איז פארבונדן צו אַ פּאָזיטיוון וואָולטאַזש, און די N-געגנט צו אַ נעגאַטיוון וואָולטאַזש. דאָס בטל מאַכן דאָס אינערלעכע עלעקטרישע פעלד, און דערמעגלעכט עלעקטראָנען און לעכער צו ווערן אינדזשעקטירט אין דעם אַקטיוון געגנט ביים דזשאַנקשאַן, וואו זיי וועלן מסתּמא זיך ווידער קאָמבינירן.

(2) ליכט אויסשטראַלונג: דער אָנהייב פֿון סטימולירטער אויסשטראַלונג

אין דער אַקטיווער געגנט, רעקאָמבינירן זיך די אינדזשעקטירטע עלעקטראָנען און לעכער און לאָזן אַרויס פאָטאָנען. אנהייב איז דער פּראָצעס ספּאָנטאַנע עמיסיע, אָבער ווי די פאָטאָן געדיכטקייט וואַקסט, קענען פאָטאָנען סטימולירן ווייטערדיקע עלעקטראָן-לאָך רעקאָמבינאַציע, און לאָזן אַרויס נאָך פאָטאָנען מיט דער זעלבער פאַזע, ריכטונג און ענערגיע - דאָס איז סטימולירטע עמיסיע.

דער פּראָצעס פאָרמירט די יסוד פון אַ לאַזער (ליכט פֿאַרשטאַרקונג דורך סטימולירטע עמיסיאָן פון ראַדיאַציע).

(3) געווינס און רעזאָנאַנט קאַוויטיז פאָרמען לאַזער אַוטפּוט

כדי צו פארשטארקן סטימולירטע עמיסיע, האלב-קאנדוקטאר לאזערס ארייננעמען רעזאנאנטע קאויטיס אויף ביידע זייטן פון די PN דזשאנקשאן. אין עדזש-עמיטירנדע לאזערס, למשל, קען דאס דערגרייכט ווערן מיט די נוצן פון דיסטריביוטעד בראג רעפלעקטארס (DBRs) אדער שפיגל באדעקונגען צו רעפלעקטירן ליכט אהין און צוריק. די סעטאפ ערלויבט ספעציפישע וועוולענגטס פון ליכט צו ווערן פארשטארקט, וואס רעזולטירט עווענטועל אין א העכסט קאכערענטן און דירעקשאנעלן לאזער אויסגאבע.

3. PN דזשאַנקשאַן סטרוקטורן און פּלאַן אָפּטימיזאַציע

דעפּענדינג אויף דעם טיפּ פון האַלב-קאָנדוקטאָר לאַזער, קען די PN סטרוקטור זיין אַנדערש:

איין העטעראָדזשאַנקשאַן (SH):
די פּ-געגנט, נ-געגנט, און אַקטיווע געגנט זענען געמאַכט פֿון דעם זעלבן מאַטעריאַל. די רעקאָמבינאַציע געגנט איז ברייט און ווייניקער עפֿעקטיוו.

טאָפּל העטעראָדזשאַנקשאַן (DH):
א שמאָלערע באַנדגאַפּ אַקטיווע שיכט איז איינגעשלאָסן צווישן די פּ- און נ-געגנטן. דאָס באַגרענעצט ביידע טרעגער און פאָטאָנען, וואָס פֿאַרבעסערט באַדייטנד די עפֿעקטיווקייט.

קוואַנטום קוואל סטרוקטור:
ניצט אַן אולטרא-דין אַקטיוו שיכט צו שאַפֿן קוואַנטום קאַנפיינמאַנט יפעקץ, פֿאַרבעסערן שוועל קעראַקטעריסטיקס און מאָדולאַציע גיכקייַט.

די סטרוקטורן זענען אַלע דיזיינד צו פֿאַרבעסערן די עפֿעקטיווקייט פֿון טרעגער אינדזשעקשאַן, רעקאָמבינאַציע, און ליכט ימישאַן אין דער PN דזשאַנקשאַן געגנט.

4. מסקנא

די פּי-ען-ען דזשאַנקשאַן איז באמת דאָס "האַרץ" פֿון אַ האַלב-קאָנדוקטאָר לאַזער. איר מעגלעכקייט צו אינדזשעקטירן קאַריערס אונטער פֿאָרווערטס בייאַס איז דער פֿונדאַמענטאַלער טריגער פֿאַר לאַזער דזשענעריישאַן. פֿון סטרוקטורעלן פּלאַן און מאַטעריאַל סעלעקציע ביז פֿאָטאָן קאָנטראָל, די פאָרשטעלונג פֿון דער גאַנצער לאַזער מיטל דרייט זיך אַרום אָפּטימיזירן די פּי-ען דזשאַנקשאַן.

ווי אָפּטאָעלעקטראָניק טעכנאָלאָגיעס פאָרזעצן צו פֿאָרשריט, אַ טיפֿער פֿאַרשטאַנד פֿון PN דזשאַנקשאַן פֿיזיק ניט בלויז פֿאַרבעסערט לאַזער פאָרשטעלונג, נאָר אויך לייגט אַ שטאַרקע יסוד פֿאַר דער אַנטוויקלונג פֿון דער קומענדיקער דור פֿון הויך-מאַכט, הויך-גיכקייט און נידעריק-קאָסטן האַלב-קאָנדוקטאָר לאַזערס.