പിൻ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറിന്റെ ഘടന

ഘടനപിൻ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ

ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ, ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് ഇഫക്റ്റ് ഉപയോഗിച്ച് പ്രകാശ സിഗ്നലുകളെ വൈദ്യുത സിഗ്നലുകളാക്കി മാറ്റുന്ന ഒരു ഉപകരണം, മനുഷ്യന്റെ കണ്ണ് പോലെയാണ്, കൂടാതെ ദൃശ്യവും അദൃശ്യവുമായ ദുർബല സിഗ്നലുകൾ പിടിച്ചെടുക്കാൻ കഴിയും. ദ്രവ്യത്തിന്റെ ഭൗതിക ഗുണങ്ങളിൽ മാറ്റങ്ങൾ വരുത്തുന്ന പ്രകാശ വികിരണത്തിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വം കാരണം, ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾക്ക് വൈവിധ്യമാർന്ന മെറ്റീരിയൽ തിരഞ്ഞെടുപ്പുകളും വൈവിധ്യമാർന്ന തരങ്ങളുമുണ്ട്, ഓരോന്നിനും അതിന്റേതായ സവിശേഷമായ പ്രയോഗ സാഹചര്യങ്ങളുണ്ട്.
വാക്വം ഒപ്റ്റോ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾ, ഫോട്ടോകണ്ടക്റ്റീവ് ഡിറ്റക്ടറുകൾ, എന്നിവയുൾപ്പെടെ അവയുടെ ഘടനാപരമായ സവിശേഷതകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകളുടെ തരങ്ങളെ തരംതിരിക്കുന്നത്.പിൻ ഫോട്ടോഡയോഡുകൾ, ഫോട്ടോട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ, അവലാഞ്ച് ഡയോഡ് ഡിറ്റക്ടറുകൾ (APD ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ). പ്രത്യേകിച്ച് ശ്രദ്ധേയമായത് PIN ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ ആണ്, ഇത് PN ജംഗ്ഷനിലേക്ക് ഒരു കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതയുള്ള തരം I അർദ്ധചാലക പാളി അവതരിപ്പിച്ചുകൊണ്ട് ഡിപ്ലിഷൻ മേഖലയുടെ വീതി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു, അതുവഴി വ്യാപന ചലനത്തിന്റെ സ്വാധീനം കുറയ്ക്കുകയും പ്രതികരണ വേഗത മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഉയർന്ന ക്വാണ്ടം കാര്യക്ഷമത, കുറഞ്ഞ ശബ്‌ദം, വൈഡ് സ്പെക്ട്രൽ പ്രതികരണം, വേഗത്തിലുള്ള പ്രതികരണം എന്നിവ കാരണം ഒപ്റ്റിക്കൽ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ, ഒപ്റ്റിക്കൽ മെഷർമെന്റ്, മെഡിക്കൽ ഇമേജിംഗ്, ലേസർ തുടങ്ങിയ വിവിധ മേഖലകളിൽ പിൻ ഫോട്ടോഡയോഡുകൾ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, എൽബിടിഇകെയുടെ സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ ഡിറ്റക്ടറുകളും ബാലൻസ്ഡ് ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകളും ഈ വിഭാഗത്തിൽ പെടുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, അധിക നേട്ടത്തിന്റെ അഭാവം കാരണം ദുർബലമായ പ്രകാശ സിഗ്നലുകൾ കണ്ടെത്താനുള്ള കഴിവ് പിൻ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾക്ക് പരിമിതമാണെന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്. പിൻ ഫോട്ടോഡയോഡിനുള്ളിൽ ഒരു കറന്റ് ഗെയിൻ റീജിയൻ അവതരിപ്പിച്ചും അതിന്റെ ആന്തരിക അവലാഞ്ച് ഗുണന പ്രഭാവം ഉപയോഗിച്ചും അവലാഞ്ച് ഫോട്ടോഡയോഡ് (എപിഡി ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ) ഫോട്ടോകറന്റ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. ദുർബലമായ സിഗ്നലുകൾ കണ്ടെത്തുന്നതിൽ ഇത് APD ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾക്ക് PIN ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകളേക്കാൾ ഒരു നേട്ടം നൽകുന്നു, 10 മുതൽ 100 ​​മടങ്ങ് വരെ ആന്തരിക നേട്ടമുണ്ട്. ഒരു ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വം അതിന്റെ നിർദ്ദിഷ്ട തരം അനുസരിച്ച് വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു, എന്നാൽ അതിന്റെ അടിസ്ഥാന ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് ഇഫക്റ്റ് തത്വം വിവിധ തരം ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾക്ക് ബാധകമാണ്.
ആധുനിക ഒപ്റ്റോഇലക്ട്രോണിക് സിസ്റ്റങ്ങളുടെ പ്രധാന ഘടകമെന്ന നിലയിൽ, ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകളുടെ പ്രകടനം മുഴുവൻ സിസ്റ്റത്തിന്റെയും കൃത്യത, വിശ്വാസ്യത, സ്ഥിരത എന്നിവ നേരിട്ട് നിർണ്ണയിക്കുന്നു. ഫൈബർ ഒപ്റ്റിക് കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ, പരിസ്ഥിതി നിരീക്ഷണം, മെഡിക്കൽ ഇമേജിംഗ്, സൈനിക നിരീക്ഷണം, വ്യാവസായിക ഓട്ടോമേഷൻ, ശാസ്ത്രീയ ഗവേഷണം തുടങ്ങിയ മേഖലകളിൽ ഇത് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു, ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലുകളെ അളക്കാവുന്ന വൈദ്യുത സിഗ്നലുകളാക്കി മാറ്റുന്നതിന് ഇത് ഉത്തരവാദിയാണ്. അതിനാൽ, ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകളുടെ സമഗ്രവും കൃത്യവുമായ കണ്ടെത്തൽ നിർണായകമാണ്.