फोटोडेटेक्टर डिव्हाइस स्ट्रक्चरचा प्रकार

चा प्रकारफोटोडेटेक्टर डिव्हाइसरचना
फोटोडेटेक्टरएक डिव्हाइस आहे जे ऑप्टिकल सिग्नलला इलेक्ट्रिकल सिग्नलमध्ये रूपांतरित करते, त्याची रचना आणि विविधता, ‌ प्रामुख्याने खालील श्रेणींमध्ये विभागले जाऊ शकते: ‌
(१) फोटोकॉन्डक्टिव्ह फोटोडिटेक्टर
जेव्हा फोटोकॉन्डक्टिव्ह डिव्हाइस प्रकाशाच्या संपर्कात असतात, तेव्हा फोटोजेनेरेट कॅरियर त्यांची चालकता वाढवते आणि त्यांचा प्रतिकार कमी करते. खोलीच्या तपमानावर उत्साही वाहक विद्युत क्षेत्राच्या क्रियेखाली दिशानिर्देशिक पद्धतीने हलतात, ज्यामुळे करंट तयार होतो. प्रकाशाच्या स्थितीत, इलेक्ट्रॉन उत्साहित असतात आणि संक्रमण होते. त्याच वेळी, ते फोटोकॉरंट तयार करण्यासाठी इलेक्ट्रिक फील्डच्या क्रियेतून वाहतात. परिणामी फोटोजेनेरेटेड वाहक डिव्हाइसची चालकता वाढवतात आणि अशा प्रकारे प्रतिकार कमी करतात. फोटोकॉन्डक्टिव्ह फोटोडेटेक्टर्स सामान्यत: कार्यक्षमतेत उच्च लाभ आणि उत्कृष्ट प्रतिसाद दर्शवितात, परंतु ते उच्च-वारंवारता ऑप्टिकल सिग्नलला प्रतिसाद देऊ शकत नाहीत, म्हणून प्रतिसादाची गती कमी होते, जे काही पैलूंमध्ये फोटोकॉन्डक्टिव्ह डिव्हाइसचा अनुप्रयोग मर्यादित करते.

(२)पीएन फोटोडेटेक्टर
पीएन फोटोडेटेक्टर पी-प्रकार सेमीकंडक्टर मटेरियल आणि एन-प्रकार सेमीकंडक्टर मटेरियल दरम्यानच्या संपर्काद्वारे तयार केले जाते. संपर्क तयार होण्यापूर्वी, दोन साहित्य स्वतंत्र स्थितीत आहे. पी-टाइप सेमीकंडक्टरमधील फर्मी पातळी व्हॅलेन्स बँडच्या काठाच्या जवळ आहे, तर एन-प्रकार सेमीकंडक्टरमधील फर्मी पातळी वाहक बँडच्या काठाच्या जवळ आहे. त्याच वेळी, दोन सामग्रीची फर्मी पातळी एकाच स्थितीत येईपर्यंत वाहक बँडच्या काठावरील एन-प्रकार सामग्रीची फर्मी पातळी सतत खाली सरकली जाते. कंडक्शन बँड आणि व्हॅलेन्स बँडच्या स्थितीत बदल देखील बँडच्या वाकणेसह आहे. पीएन जंक्शन समतोल आहे आणि एकसमान फर्मी पातळी आहे. चार्ज कॅरियर विश्लेषणाच्या पैलूवरुन, पी-प्रकारातील सामग्रीमधील बहुतेक शुल्क वाहक छिद्र आहेत, तर एन-प्रकार सामग्रीमधील बहुतेक शुल्क वाहक इलेक्ट्रॉन आहेत. जेव्हा दोन सामग्री संपर्कात असतात, वाहक एकाग्रतेच्या फरकामुळे, एन-प्रकार सामग्रीमधील इलेक्ट्रॉन पी-प्रकारात पसरतात, तर एन-प्रकार सामग्रीमधील इलेक्ट्रॉन छिद्रांच्या उलट दिशेने पसरतात. इलेक्ट्रॉन आणि छिद्रांच्या प्रसारामुळे शिल्लक नसलेले क्षेत्र अंगभूत इलेक्ट्रिक फील्ड तयार करेल आणि अंगभूत इलेक्ट्रिक फील्ड कॅरियर ड्राफ्टचा ट्रेंड करेल, आणि वाहून जाण्याची दिशा प्रसाराच्या दिशेने अगदी उलट आहे, याचा अर्थ असा आहे की अंगभूत इलेक्ट्रिक फील्डची निर्मिती हे दोन्ही मैदानाच्या आतल्या भागातील आहे, आणि तेथे दोन प्रकारचे प्रवाह आहे, आणि तेथे दोन प्रकारचे प्रवाह आहे, जे पीएन कन्फ्यूजनमध्ये आहे, जे पीएन कन्फ्यूजन आहे, जे पीएन कन्फ्यूजन आहे, जे दोन प्रकारचे आहे, जे पीएन कन्फ्यूजन आहे, जे पीएन कन्फ्यूजन आहे, जे पीएन कन्फ्यूजन आहे, जे दोन प्रकारचे आहे, शून्य. अंतर्गत डायनॅमिक शिल्लक.
जेव्हा पीएन जंक्शन लाइट रेडिएशनच्या संपर्कात येते, तेव्हा फोटॉनची उर्जा वाहकांकडे हस्तांतरित केली जाते आणि फोटोजेनेरेट कॅरियर, म्हणजेच फोटोजेनेरेटेड इलेक्ट्रॉन-होल जोडी तयार होते. इलेक्ट्रिक फील्डच्या क्रियेअंतर्गत, अनुक्रमे एन प्रदेश आणि पी प्रदेशात इलेक्ट्रॉन आणि छिद्र वाहते आणि फोटोजेनेरेटेड कॅरियरचे दिशात्मक वाहून नेले जाते. हे पीएन जंक्शन फोटोडेटेक्टरचे मूलभूत तत्व आहे.

(3)पिन फोटोडेटेक्टर
पिन फोटोडिओड एक पी-प्रकारची सामग्री आहे आणि आय लेयर दरम्यान एन-प्रकारची सामग्री आहे, सामग्रीचा आय लेयर सामान्यत: एक आंतरिक किंवा कमी-डोपिंग सामग्री आहे. त्याची कार्यरत यंत्रणा पीएन जंक्शन प्रमाणेच आहे, जेव्हा पिन जंक्शन लाइट रेडिएशनच्या संपर्कात येते, तेव्हा फोटॉन इलेक्ट्रॉनमध्ये ऊर्जा हस्तांतरित करते, फोटोजेनेरेट चार्ज कॅरियर तयार करते आणि अंतर्गत इलेक्ट्रिक फील्ड किंवा बाह्य इलेक्ट्रिक फील्ड प्रीप्लेशन लेयरमध्ये फोटोजेनरेटेड इलेक्ट्रॉन-होल जोडी वेगळे करेल आणि वाहक चार्ज कॅरियर्स एक बाह्य सर्किटमध्ये तयार करेल. लेयर I द्वारे खेळलेली भूमिका म्हणजे कमी होण्याच्या थराची रुंदी वाढविणे आणि मी एक लेयर मी पूर्णपणे मोठ्या पूर्वाग्रह व्होल्टेजखाली कमी होण्याचे स्तर बनू आणि व्युत्पन्न इलेक्ट्रॉन-होल जोड्या वेगाने विभक्त होतील, म्हणून पिन जंक्शन फोटोडेटेक्टरची प्रतिक्रिया वेग सामान्यत: पीएन जंक्शन डिटेक्टरच्या तुलनेत वेगवान असेल. आय लेयरच्या बाहेरील वाहक देखील प्रसार गतीद्वारे कमी होण्याच्या थराद्वारे गोळा केले जातात, ज्यामुळे एक प्रसार प्रवाह तयार होतो. आय लेयरची जाडी सामान्यत: खूप पातळ असते आणि त्याचा हेतू डिटेक्टरच्या प्रतिसादाची गती सुधारणे आहे.

(4)एपीडी फोटोडेटेक्टरहिमस्खलन फोटोडिओड
ची यंत्रणाहिमस्खलन फोटोडिओडपीएन जंक्शन प्रमाणेच आहे. एपीडी फोटोडेटेक्टर जोरदारपणे डोप्ड पीएन जंक्शन वापरते, एपीडी शोधण्यावर आधारित ऑपरेटिंग व्होल्टेज मोठा असतो आणि जेव्हा मोठा उलट पूर्वाग्रह जोडला जातो तेव्हा एपीडीमध्ये टक्कर आयनीकरण आणि हिमस्खलन गुणाकार होईल आणि डिटेक्टरची कार्यक्षमता वाढीव छायाचित्रण वाढते. जेव्हा एपीडी रिव्हर्स बायस मोडमध्ये असते, तेव्हा कमी होण्याच्या थरातील विद्युत क्षेत्र खूप मजबूत असेल आणि प्रकाशाद्वारे व्युत्पन्न केलेले फोटोजेनेरेट वाहक द्रुतपणे विभक्त होतील आणि इलेक्ट्रिक फील्डच्या क्रियेखाली द्रुतपणे वाहतील. या प्रक्रियेदरम्यान इलेक्ट्रॉन जाळीमध्ये घुसून जाण्याची शक्यता आहे, ज्यामुळे जाळीतील इलेक्ट्रॉन आयनीकृत होतील. ही प्रक्रिया पुनरावृत्ती केली जाते आणि जाळीतील आयनीकृत आयन देखील जाळीशी टक्कर देतात, ज्यामुळे एपीडीमधील चार्ज वाहकांची संख्या वाढते, परिणामी मोठ्या प्रवाहाचा परिणाम होतो. एपीडीमधील ही अद्वितीय भौतिक यंत्रणा आहे की एपीडी-आधारित डिटेक्टरमध्ये सामान्यत: वेगवान प्रतिसाद गती, मोठ्या वर्तमान मूल्य वाढीची आणि उच्च संवेदनशीलतेची वैशिष्ट्ये असतात. पीएन जंक्शन आणि पिन जंक्शनच्या तुलनेत, एपीडीमध्ये वेगवान प्रतिसाद वेग आहे, जो सध्याच्या फोटोसेन्सिटिव्ह ट्यूबमधील सर्वात वेगवान प्रतिसाद वेग आहे.

()) शॉटकी जंक्शन फोटोडेटेक्टर
शॉटकी जंक्शन फोटॉडेक्टरची मूलभूत रचना एक शॉटकी डायोड आहे, ज्याची विद्युत वैशिष्ट्ये वर वर्णन केलेल्या पीएन जंक्शनसारखेच आहेत आणि त्यात सकारात्मक वहन आणि रिव्हर्स कट-ऑफसह एक दिशाहीन चालकता आहे. जेव्हा उच्च कार्य फंक्शनसह धातू आणि कमी कार्य फंक्शन फॉर्म संपर्कासह सेमीकंडक्टर, एक शॉटकी अडथळा तयार होतो आणि परिणामी जंक्शन एक शॉटकी जंक्शन आहे. मुख्य यंत्रणा काही प्रमाणात पीएन जंक्शनसारखेच आहे, एन-टाइप सेमीकंडक्टर्सचे उदाहरण म्हणून, जेव्हा दोन सामग्री संपर्क साधतात, दोन सामग्रीच्या वेगवेगळ्या इलेक्ट्रॉन एकाग्रतेमुळे, सेमीकंडक्टरमधील इलेक्ट्रॉन धातूच्या बाजूला पसरतात. विखुरलेल्या इलेक्ट्रॉन धातूच्या एका टोकाला सतत जमा होतात, अशा प्रकारे धातूच्या मूळ विद्युत तटस्थतेचा नाश करतात, सेमीकंडक्टरपासून संपर्क पृष्ठभागावरील धातूपर्यंत अंगभूत इलेक्ट्रिक फील्ड तयार करतात आणि इलेक्ट्रॉन अंतर्गत विद्युत क्षेत्राच्या क्रियेखाली वाहतील आणि शेवटी गतिशीलतेपर्यंत पोहोचले जातील, ज्याचा शेवटचा काळ आणि गतिशील गतिशीलता वाढेल, ज्यायोगे गॅनाइमिंगच्या कालावधीत एकाच वेळी पोहोचले जाईल आणि एकत्रीत गाईनिंगच्या कालावधीत एकाच वेळी पोहोचले जाईल. प्रकाश परिस्थितीत, अडथळा प्रदेश थेट प्रकाश शोषून घेतो आणि इलेक्ट्रॉन-होल जोड्या तयार करतो, तर पीएन जंक्शनच्या आत फोटोजेनेरेटेड वाहकांना जंक्शन प्रदेशात पोहोचण्यासाठी प्रसार प्रदेशातून जाणे आवश्यक आहे. पीएन जंक्शनच्या तुलनेत, स्कॉटकी जंक्शनवर आधारित फोटोडेटेक्टरचा वेगवान प्रतिसाद वेग आहे आणि प्रतिसादाची गती एनएस पातळीवर देखील पोहोचू शकते.