ફોટોોડેક્ટર ડિવાઇસ સ્ટ્રક્ચરનો પ્રકાર

ના પ્રકારફોટોોડેક્ટરમાળખું
ફોટોોડેક્ટરએક ઉપકરણ છે જે ical પ્ટિકલ સિગ્નલને ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલમાં ફેરવે છે, તેની રચના અને વિવિધતા, ‌ મુખ્યત્વે નીચેની કેટેગરીમાં વહેંચી શકાય છે: ‌
(1) ફોટોકોન્ડક્ટિવ ફોટોોડેક્ટર
જ્યારે ફોટોકોન્ડક્ટિવ ઉપકરણો પ્રકાશના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે ફોટોજેનરેટેડ વાહક તેમની વાહકતામાં વધારો કરે છે અને તેમનો પ્રતિકાર ઘટાડે છે. ઓરડાના તાપમાને ઉત્સાહિત વાહકો ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની ક્રિયા હેઠળ દિશાત્મક રીતે આગળ વધે છે, આમ વર્તમાન પેદા કરે છે. પ્રકાશની સ્થિતિ હેઠળ, ઇલેક્ટ્રોન ઉત્સાહિત છે અને સંક્રમણ થાય છે. તે જ સમયે, તેઓ ફોટોક urrent રન્ટ બનાવવા માટે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની ક્રિયા હેઠળ વહી જાય છે. પરિણામી ફોટોજેનરેટેડ વાહક ઉપકરણની વાહકતામાં વધારો કરે છે અને આમ પ્રતિકાર ઘટાડે છે. ફોટોકોન્ડક્ટિવ ફોટોોડેક્ટર્સ સામાન્ય રીતે પ્રભાવમાં ઉચ્ચ લાભ અને મહાન પ્રતિભાવ દર્શાવે છે, પરંતુ તેઓ ઉચ્ચ-આવર્તન opt પ્ટિકલ સિગ્નલોને પ્રતિક્રિયા આપી શકતા નથી, તેથી પ્રતિભાવની ગતિ ધીમી છે, જે કેટલાક પાસાઓમાં ફોટોકોન્ડક્ટિવ ડિવાઇસીસના ઉપયોગને મર્યાદિત કરે છે.

(2)પી.એન. ફોટોોડેક્ટર
પી.એન. ફોટોોડેક્ટર પી-પ્રકારનાં સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી અને એન-પ્રકારની સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી વચ્ચેના સંપર્ક દ્વારા રચાય છે. સંપર્ક રચાય તે પહેલાં, બંને સામગ્રી અલગ સ્થિતિમાં છે. પી-પ્રકારનાં સેમિકન્ડક્ટરમાં ફર્મી સ્તર વેલેન્સ બેન્ડની ધારની નજીક છે, જ્યારે એન-ટાઇપ સેમિકન્ડક્ટરમાં ફર્મી સ્તર વહન બેન્ડની ધારની નજીક છે. તે જ સમયે, વહન બેન્ડની ધાર પર એન-પ્રકારની સામગ્રીનું ફર્મી સ્તર સતત નીચે તરફ ખસેડવામાં આવે છે જ્યાં સુધી બે સામગ્રીનું ફર્મી સ્તર સમાન સ્થિતિમાં ન આવે ત્યાં સુધી. વહન બેન્ડ અને વેલેન્સ બેન્ડની સ્થિતિમાં પરિવર્તન પણ બેન્ડના બેન્ડિંગ સાથે છે. પી.એન. જંકશન સંતુલનમાં છે અને તેમાં સમાન ફર્મી સ્તર છે. ચાર્જ કેરિયર વિશ્લેષણના પાસાથી, પી-પ્રકારની સામગ્રીમાં મોટાભાગના ચાર્જ કેરિયર્સ છિદ્રો હોય છે, જ્યારે એન-પ્રકારની સામગ્રીમાં મોટાભાગના ચાર્જ કેરિયર્સ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. જ્યારે બે સામગ્રી સંપર્કમાં હોય છે, વાહક સાંદ્રતાના તફાવતને કારણે, એન-પ્રકારની સામગ્રીમાં ઇલેક્ટ્રોન પી-પ્રકારમાં ફેલાય છે, જ્યારે એન-પ્રકારની સામગ્રીમાં ઇલેક્ટ્રોન છિદ્રોની વિરુદ્ધ દિશામાં ફેલાય છે. ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્રોના ફેલાવો દ્વારા બાકી રહેલો બિન-બિન-ઇન ઇલેક્ટ્રિક ફીલ્ડ બનાવશે, અને બિલ્ટ-ઇન ઇલેક્ટ્રિક ફીલ્ડ વાહક ડ્રિફ્ટને વલણ આપશે, અને ડ્રિફ્ટની દિશા ફેલાવવાની દિશાની વિરુદ્ધ છે, જેનો અર્થ છે કે બિલ્ટ-ઇન ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની રચના, બે પ્રકારના વારાફરતી હોય ત્યાં સુધી પી.એન. જંકશનની અંદર ફેલાયેલી અને ડ્રિફ્ટ બંને છે. આંતરિક ગતિશીલ સંતુલન.
જ્યારે પી.એન. જંકશન પ્રકાશ કિરણોત્સર્ગના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે ફોટોનની energy ર્જા વાહકમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે, અને ફોટોજેનરેટેડ વાહક, એટલે કે, ફોટોજેનરેટેડ ઇલેક્ટ્રોન-હોલ જોડી, પેદા થાય છે. ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની ક્રિયા હેઠળ, અનુક્રમે એન પ્રદેશ અને પી ક્ષેત્રમાં ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્ર વહી જાય છે, અને ફોટોજેનરેટેડ વાહકનું દિશાત્મક પ્રવાહ ફોટોક urrent રન્ટ ઉત્પન્ન કરે છે. આ પી.એન. જંકશન ફોટોોડેક્ટરનો મૂળ સિદ્ધાંત છે.

())ફોટો -ટ ent ટેક્ટર
પિન ફોટોોડોડ એ પી-પ્રકારની સામગ્રી છે અને આઇ લેયર વચ્ચે એન-પ્રકારની સામગ્રી છે, સામગ્રીનો આઇ લેયર સામાન્ય રીતે એક આંતરિક અથવા ઓછી-ડોપિંગ સામગ્રી છે. તેની કાર્યકારી પદ્ધતિ પી.એન. જંકશન જેવી જ છે, જ્યારે પિન જંકશન પ્રકાશ રેડિયેશનના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે ફોટોન energy ર્જાને ઇલેક્ટ્રોનમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે, ફોટોજેરેટેડ ચાર્જ કેરિયર્સ ઉત્પન્ન કરે છે, અને આંતરિક ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર અથવા બાહ્ય ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર અવક્ષય સ્તરમાં ફોટોજેરેટેડ ઇલેક્ટ્રોન-હોલ જોડીને અલગ કરશે, અને ડ્રોફ્ટ ચાર્જ કેરિયર્સ બાહ્ય સર્કિટમાં વર્તમાન રચશે. લેયર I દ્વારા ભજવવામાં આવેલી ભૂમિકા અવક્ષય સ્તરની પહોળાઈને વિસ્તૃત કરવાની છે, અને સ્તર હું મોટા પૂર્વગ્રહ વોલ્ટેજ હેઠળ સંપૂર્ણપણે અવક્ષય સ્તર બનીશ, અને જનરેટ કરેલા ઇલેક્ટ્રોન-હોલ જોડી ઝડપથી અલગ થઈ જશે, તેથી પિન જંકશન ફોટોોડેક્ટરની પ્રતિભાવ ગતિ સામાન્ય રીતે પી.એન. જંકશન ડિટેક્ટરની તુલનામાં ઝડપી છે. આઇ લેયરની બહારના વાહકો પણ પ્રસરણ ગતિ દ્વારા અવક્ષય સ્તર દ્વારા એકત્રિત કરવામાં આવે છે, જે પ્રસરણ પ્રવાહ બનાવે છે. આઇ લેયરની જાડાઈ સામાન્ય રીતે ખૂબ પાતળી હોય છે, અને તેનો હેતુ ડિટેક્ટરની પ્રતિભાવ ગતિ સુધારવાનો છે.

(4)શરાબહિમપ્રપાત
ની પદ્ધતિહિમપ્રપાતપી.એન. જંકશન જેવું જ છે. એપીડી ફોટોોડેક્ટર ભારે ડોપ કરેલા પી.એન. જંકશનનો ઉપયોગ કરે છે, એપીડી ડિટેક્શન પર આધારિત operating પરેટિંગ વોલ્ટેજ મોટું છે, અને જ્યારે મોટા રિવર્સ પૂર્વગ્રહ ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે એપીડીની અંદર ટકરાઇ આયનીકરણ અને હિમપ્રપાત ગુણાકાર થશે, અને ડિટેક્ટરની કામગીરી ફોટોક urt રન્ટમાં વધારો કરશે. જ્યારે એપીડી વિપરીત પૂર્વગ્રહ મોડમાં હોય છે, ત્યારે અવક્ષય સ્તરમાં ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર ખૂબ જ મજબૂત હશે, અને પ્રકાશ દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ ફોટોજેનરેટેડ કેરિયર્સ ઝડપથી અલગ થઈ જશે અને ઝડપથી ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની ક્રિયા હેઠળ વહી જશે. એવી સંભાવના છે કે આ પ્રક્રિયા દરમિયાન ઇલેક્ટ્રોન જાળીમાં પ્રવેશ કરશે, જેના કારણે જાળીમાં ઇલેક્ટ્રોન આયનોઇઝ્ડ થાય છે. આ પ્રક્રિયા પુનરાવર્તિત થાય છે, અને જાળીમાં આયનોઇઝ્ડ આયનો પણ જાળી સાથે ટકરાતા હોય છે, જેના કારણે એપીડીમાં ચાર્જ કેરિયર્સની સંખ્યામાં વધારો થાય છે, પરિણામે મોટો પ્રવાહ થાય છે. એપીડીની અંદરની આ અનન્ય શારીરિક પદ્ધતિ છે કે એપીડી-આધારિત ડિટેક્ટર્સમાં સામાન્ય રીતે ઝડપી પ્રતિસાદ ગતિ, વિશાળ વર્તમાન મૂલ્ય લાભ અને ઉચ્ચ સંવેદનશીલતાની લાક્ષણિકતાઓ હોય છે. પી.એન. જંકશન અને પિન જંકશનની તુલનામાં, એપીડીમાં ઝડપી પ્રતિસાદ ગતિ છે, જે વર્તમાન ફોટોસેન્સિટિવ ટ્યુબમાં સૌથી ઝડપી પ્રતિસાદ ગતિ છે.

(5) સ્કોટકી જંકશન ફોટોોડેક્ટર
સ્કોટકી જંકશન ફોટોોડેક્ટરની મૂળભૂત રચના એક સ્કોટકી ડાયોડ છે, જેની વિદ્યુત લાક્ષણિકતાઓ ઉપર વર્ણવેલ પી.એન. જંકશન જેવી જ છે, અને તેમાં સકારાત્મક વહન અને વિપરીત કટ- with ફ સાથેની દિશા નિર્દેશન વાહકતા છે. જ્યારે ઉચ્ચ વર્ક ફંક્શનવાળી ધાતુ અને નીચા વર્ક ફંક્શન ફોર્મ સંપર્ક સાથેનો સેમિકન્ડક્ટર, ત્યારે એક સ્કોટકી અવરોધ રચાય છે, અને પરિણામી જંકશન એક સ્કોટકી જંકશન છે. મુખ્ય મિકેનિઝમ કંઈક અંશે પી.એન. જંકશન જેવું જ છે, ઉદાહરણ તરીકે એન-પ્રકારનાં સેમિકન્ડક્ટર્સને લે છે, જ્યારે બે સામગ્રીનો સંપર્ક રચાય છે, બે સામગ્રીની વિવિધ ઇલેક્ટ્રોન સાંદ્રતાને કારણે, સેમિકન્ડક્ટરમાં ઇલેક્ટ્રોન મેટલ બાજુથી ફેલાય છે. વિખરાયેલા ઇલેક્ટ્રોન ધાતુના એક છેડે સતત એકઠા થાય છે, આમ ધાતુની મૂળ ઇલેક્ટ્રિકલ તટસ્થતાને નષ્ટ કરે છે, સેમિકન્ડક્ટરથી મેટલ સુધીના મેટલ સુધી બિલ્ટ-ઇન ઇલેક્ટ્રિક ફીલ્ડ બનાવે છે, અને ઇલેક્ટ્રોન આંતરિક ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની ક્રિયા હેઠળ ચાલશે, અને વાહકનો ફેલાવો અને ડ્રીફ્ટ ગતિ એકસાથે, એક સાથે ગતિશીલ સમાન સમય સુધી પહોંચશે. પ્રકાશની સ્થિતિ હેઠળ, અવરોધ ક્ષેત્ર સીધો પ્રકાશ શોષી લે છે અને ઇલેક્ટ્રોન-હોલ જોડી બનાવે છે, જ્યારે પી.એન. જંકશનની અંદરના ફોટોજેનરેટેડ વાહકોને જંકશન ક્ષેત્રમાં પહોંચવા માટે પ્રસરણ ક્ષેત્રમાંથી પસાર થવાની જરૂર છે. પી.એન. જંકશનની તુલનામાં, સ્કોટકી જંકશન પર આધારિત ફોટોોડેક્ટર ઝડપી પ્રતિસાદની ગતિ ધરાવે છે, અને પ્રતિસાદની ગતિ એનએસ સ્તર સુધી પણ પહોંચી શકે છે.