저소음 광검출기 설계: 핵심 원리 및 계산

저소음 광검출기는 감도와 정확성을 향상시키기 위해 전자 소음의 이해와 최소화 소스를 포함합니다. 이 문서는 최소 소음 수준으로 고성능 광검출기를 개발하기 위해 중요한 원칙과 계산을 개요합니다.

Fundamental 소음 근원

광검출기는 열소성, 탄 잡음, 깜박임 소음을 포함한 다양한 소음 소스에 영향을 미칩니다. 이러한 소스를 식별하고 최적화된 장치 성능에 중요합니다.

열 소음, 또한 존슨 - 질 소음으로 알려져, 저항성 성분에 있는 electrons의 무작위 운동에서 일어납니다. 그것은 사용하여 산출될 수 있습니다:

V_n]]= √(4kTRΔf)

여기서 k는 Boltzmann의 상수, T]은 Kelvin의 온도, R]]]는 저항, Δf]은 대역폭입니다.

충전 캐리어의 분리 된 자연에서 샷 소음 결과. 그것은 다음과 같습니다 :

I_n]]= √(2qIΔf)

여기서 q]는 초회비, I]는 photocurrent, Δf는 대역폭입니다.

소음을 최소화하려면 디자이너는 저항, 최적화 대역폭을 줄이고 낮은 소음 구성 요소를 선택해야합니다. Proper shielding 및 온도 제어는 열 소음을 줄일 수 있습니다.

균형 이익과 소음은 과도하게 앰풀이 없이 높은 감도를 달성하기를 위해 근본적입니다.