tummajännite

Tummajännite on sähköinen virta, joka kulkee puolijohteessa tai sen rakenteissa ilman ulkoista valonlähdettä tai signaalia. Sitä esiintyy erityisesti fotodiodeissa, CCD- ja CMOS-kuvasensoreissa sekä muissa valonilmaisijoissa, ja se muodostaa laitteen pimeässä havaittavan perustunnuksen.

Tummajännitteeseen vaikuttavat useat mekanismit: termisesti generoitu elektronien ja aukkojen pari, vuotokohtien ja PN-/PIN-rajapintojen vuotohäviöt sekä pinnan tilojen generaation–rekombinaation kautta ilmentyvä virta. Lisäksi sähköinen kenttä ja rajapintatiloihin liittyvät prosessit voivat lisätä virta. Tummajännite riippuu huomattavasti lämpötilasta, materiaalin bandgapista, rakenteesta ja laitteen koosta; yleisesti ottaen se kasvaa lämpötilan noustessa.

Merkitys ja hallinta: Tummajännite rajoittaa matalan valaistuksen sovellusten signaalin laatua ja aiheuttaa tumahälyä. Sen vaikutusta voidaan vähentää jäähdyttämällä laitetta, parantamalla pinnan passivointia ja rajapintojen käsittelyä sekä valitsemalla materiaaleja ja suunnitteluratkaisuja, joissa tummajännite on pienempi. Lämpötilan hallinta ja komponenttisuunnittelu ovat keskeisiä tekijöitä tummajännitteeseen liittyvien rajoitteiden minimoimisessa.

Termi tummajännite vastaa englanninkielistä termiä dark current ja on yleisesti käytetty valonilmaisijoiden ja kuvantamisteknologian yhteydessä.