Waarom wordt de donkere stroom zo genoemd?

Donkere stroom verwijst naar de stroom van elektrische stroom door een apparaat of circuit wanneer er geen extern licht aanwezig is om dit te stimuleren. De term “donker” in donkerstroom komt voort uit de toestand waarin het apparaat in het donker of bij weinig licht werkt, waardoor de intrinsieke eigenschappen van het apparaat zelf kunnen worden waargenomen zonder interferentie van externe lichtbronnen.

In theorie wordt donkerstroom verklaard door het concept van thermische excitatie van ladingsdragers in het apparaat. Zelfs bij afwezigheid van fotonen (lichtdeeltjes) die doorgaans elektronen-gatparen creëren in een fotodetector of halfgeleiderapparaat, kan thermische energie nog steeds elektronen over de bandafstand van het materiaal bevorderen, waardoor een kleine hoeveelheid stroom wordt gegenereerd. Deze thermische generatie van ladingsdragers draagt ​​bij aan de basisstroom die bekend staat als donkerstroom.

In elektrische terminologie verwijst donkerstroom specifiek naar de stroom die door een apparaat of component stroomt wanneer er geen externe spanning wordt toegepast of wanneer er geen licht op valt. Dit fenomeen is cruciaal in apparaten zoals fotodiodes, fotovoltaïsche cellen en beeldsensoren, waar donkerstroomniveaus de gevoeligheid en signaal-ruisverhouding van het apparaat beïnvloeden.

De uitdrukking voor donkerstroom varieert afhankelijk van het type apparaat en de bedrijfsomstandigheden ervan. Over het algemeen kan deze worden gekwantificeerd als de stroom die overblijft wanneer een door foto gegenereerde stroom (stroom als gevolg van invallend licht) wordt afgetrokken van de totale stroom die wordt waargenomen bij afwezigheid van licht. Het donkerstroomniveau wordt beïnvloed door factoren zoals temperatuur, materiaaleigenschappen en apparaatontwerp.

De bron van donkere stroom komt voornamelijk voort uit thermische energie in het apparaat, waardoor elektronen over de bandafstand bewegen en bijdragen aan de stroomstroming. Deze thermische excitatie creëert een basisstroomniveau waarmee rekening moet worden gehouden in gevoelige toepassingen om nauwkeurige meting van lichtniveaus te garanderen of om ruis in beeldvormingssystemen te minimaliseren. Het minimaliseren van donkerstroom wordt vaak bereikt door het optimaliseren van het apparaatontwerp, de materiaalkeuze en de bedrijfsomstandigheden om de prestaties en gevoeligheid van het apparaat bij lichtdetectietoepassingen te verbeteren.