SPADpengesan foto salji foton tunggal
Apabila sensor pengesan foto SPAD mula-mula diperkenalkan, ia digunakan terutamanya dalam senario pengesanan cahaya malap. Walau bagaimanapun, dengan evolusi prestasi mereka dan pembangunan keperluan adegan,Pengesan foto SPADpenderia telah semakin digunakan dalam senario pengguna seperti radar automotif, robot dan kenderaan udara tanpa pemandu. Disebabkan oleh kepekaan yang tinggi dan ciri hingar yang rendah, sensor pengesan foto SPAD telah menjadi pilihan ideal untuk mencapai persepsi kedalaman berketepatan tinggi dan pengimejan cahaya rendah.
Tidak seperti penderia imej CMOS tradisional (CIS) berdasarkan persimpangan PN, struktur teras pengesan foto SPAD ialah diod runtuhan salji yang beroperasi dalam mod Geiger. Dari perspektif mekanisme fizikal, kerumitan pengesan foto SPAD jauh lebih tinggi daripada peranti simpang PN. Ini terutamanya dicerminkan dalam fakta bahawa di bawah pincang songsang yang tinggi, ia lebih berkemungkinan menyebabkan masalah seperti suntikan pembawa tidak seimbang, kesan elektron haba dan arus terowong yang dibantu oleh keadaan kecacatan. Ciri-ciri ini menjadikannya menghadapi cabaran yang teruk pada peringkat reka bentuk, proses dan seni bina litar.
Parameter prestasi biasa bagiPengesan foto runtuhan salji SPADtermasuk Saiz Piksel (Saiz Piksel), hingar kiraan gelap (DCR), kebarangkalian pengesanan cahaya (PDE), Masa mati (DeadTime) dan Masa Respons (Masa Tindak Balas). Parameter ini secara langsung mempengaruhi prestasi pengesan foto salji SPAD. Sebagai contoh, kadar kiraan gelap (DCR) ialah parameter utama untuk menentukan hingar pengesan, dan SPAD perlu mengekalkan pincang yang lebih tinggi daripada pecahan untuk berfungsi sebagai pengesan foton tunggal. Kebarangkalian pengesanan cahaya (PDE) menentukan sensitiviti SPADpengesan foto runtuhan saljidan dipengaruhi oleh keamatan dan pengagihan medan elektrik. Selain itu, DeadTime ialah masa yang diperlukan untuk SPAD kembali kepada keadaan asalnya selepas dicetuskan, yang mempengaruhi kadar pengesanan foton maksimum dan julat dinamik.
Dalam pengoptimuman prestasi peranti SPAD, hubungan kekangan antara parameter prestasi teras merupakan cabaran utama: contohnya, pengecilan piksel secara langsung membawa kepada pengecilan PDE, dan kepekatan medan elektrik tepi yang disebabkan oleh pengecilan saiz juga akan menyebabkan peningkatan mendadak dalam DCR. Mengurangkan masa mati akan menyebabkan bunyi selepas impuls dan merosot ketepatan jitter masa. Kini, penyelesaian termaju telah mencapai tahap pengoptimuman kolaboratif tertentu melalui kaedah seperti DTI/gelung perlindungan (menekan crosstalk dan mengurangkan DCR), pengoptimuman optik piksel, pengenalan bahan baharu (lapisan avalanche SiGe meningkatkan tindak balas inframerah), dan litar pelindapkejut aktif bertindan tiga dimensi.
Masa siaran: Jul-23-2025