ஒரு விளக்கோதிரம் என்ன?

போடோட்யோட் என்றால் என்ன?

போடோட்யோட் வரையறை

போடோட்யோட் என்பது ஒளியின் தாக்கமாக மின்னோட்டம் உருவாக்கும் PN இணைப்பு டயோட் ஆகும். இந்த இணைப்பு P-வகை மற்றும் N-வகை அரைதடிசத்திர பொருட்களை ஒன்றிணைத்து உருவாக்கப்படுகிறது. P-வகை பொருளில் கூடுதல் நேர்ம மின்னோட்ட இருக்கும் (holes), N-வகை பொருளில் கூடுதல் எதிர்ம மின்னோட்ட இருக்கும் (electrons). இவை இணைந்து விளைந்தபோது, N-வகை பிரதேசத்திலிருந்து P-வகை பிரதேசத்திற்கு மின்னோட்டங்கள் நகர்ந்து, holes-ங்களுடன் recombine செய்து ஒரு depletion region உருவாக்குகிறது. இந்த பிரதேசம் மேலும் மின்னோட்ட விரிவாக்கத்துக்கு ஒரு அடிப்படை விரைக்கும்.

போடோட்யோட் இரண்டு முனைகளை கொண்டுள்ளது, anode மற்றும் cathode, இவை முறையே P-வகை மற்றும் N-வகை பிரதேசங்களுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. anode பொதுவாக உருவாக்கத்தில் ஒரு tab அல்லது dot ஆக குறிக்கப்படுகிறது. போடோட்யோட் குறியீட்டில் இரண்டு விழுகோடுகள் junction-வை நோக்கி இருக்கும், இது ஒளியின் போக்கு மற்றும் அதன் sensitivity ஐ குறிக்கிறது.

செயல்பாட்டு தத்துவம்

போடோட்யோட் ஒரு வெளியிலுள்ள பொறிமுறைக்கு எதிர்ம போக்கில் இணைக்கப்படும்போது, ஒரு சிறிய எதிர்ம மின்னோட்டம் anode-லிருந்து cathode-க்கு நகர்கிறது. இந்த மின்னோட்டம், dark current என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது அரைதடிசத்திரத்தில் minority charge carriers-ன் thermal generation-லிருந்து வருகிறது. dark current என்பது பயன்படுத்தப்படும் எதிர்ம மின்சாரத்தின் மீது அல்லது வெப்பநிலையின் மீது சாராத வகையில் இருந்து வெப்பநிலை மற்றும் doping level-ல் வேறுபடுகிறது.

போடோட்யோட்டில் போதுமான ஆற்றல் கொண்ட ஒளி தாக்கும்போது, அது அரைதடிசத்திர பொருளில் electron-hole pairs உருவாக்குகிறது. இந்த செயல்பாடு உள்ளே போடோவோல்ட்டா என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒளியின் absorption என்பது depletion region-ல் அல்லது அதன் அருகில் நிகழ்ந்தால், இந்த charge carriers-கள் junction-ல் உள்ள electric field-ஆல் swept செய்யப்படுகிறது, இதனால் photocurrent உருவாகிறது. இது dark current-ஐ விரிவாக்குகிறது. இதனால், holes-ங்கள் anode-க்கு நகர்கிறது, electrons-கள் cathode-க்கு நகர்கிறது, மற்றும் எதிர்ம மின்னோட்டம் ஒளியின் intensity-ஆல் உயர்ந்து வருகிறது.

photocurrent ஒரு குறிப்பிட்ட wavelength மற்றும் வெப்பநிலைக்கு ஒளியின் intensity-ஆக விகிதமாக இருக்கும். ஒளியின் intensity அதிகமாக இருந்தால், photocurrent ஒரு அதிகாரப்பூர்வ மதிப்பு அடைவது saturation current என்று அழைக்கப்படுகிறது, இதன் மேலும் அது அதிகரிக்காது. இந்த saturation current device-ன் geometry மற்றும் material properties-ஆல் சார்ந்தது.

போடோட்யோட் இரண்டு modes-ல் செயல்படுகிறது: photovoltaic mode மற்றும் photoconductive mode.

Photovoltaic Mode

photovoltaic mode-ல், போடோட்யோட்டிற்கு எதிர்ம மின்சாரம் வெளியில் இணைக்கப்படாது, இது ஒளியிலிருந்து power உருவாக்கும் solar cell-ஆக செயல்படுகிறது. photocurrent டெர்மினால்களுக்கு இணைக்கப்பட்ட short circuit அல்லது load impedance-வழியாக நகர்கிறது. சுற்று விரிவாக்கப்பட்டிருந்தால் அல்லது high impedance-ஆக இருந்தால், device-ன் மீது voltage உருவாகிறது, forward-biasing செய்கிறது. இந்த voltage open-circuit voltage என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது ஒளியின் intensity மற்றும் wavelength-ஆல் சார்ந்தது.

photovoltaic mode போடோவோல்ட்டா effect-ஐ பயன்படுத்துகிறது, இது sunlight-லிருந்து solar energy-ஐ உருவாக்குவதில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஆனால், இந்த mode-ல் சில disadvantages உள்ளன, எனவே response speed குறைவாக இருக்கும், high series resistance, மற்றும் low sensitivity.

Photoconductive Mode

photoconductive mode-ல், போடோட்யோட்டிற்கு எதிர்ம மின்சாரம் வெளியில் இணைக்கப்படுகிறது, இது light intensity-ஆல் தனது resistance-ஐ மாற்றும் variable resistor-ஆக செயல்படுகிறது. photocurrent ஒரு external circuit-வழியாக நகர்கிறது, இது bias voltage-ஐ வழங்குகிறது மற்றும் output current அல்லது voltage-ஐ அளவிடுகிறது.

photoconductive mode-ல் சில advantages உள்ளன, எனவே high response speed, low series resistance, high sensitivity, மற்றும் wide dynamic range. ஆனால், இந்த mode-ல் சில drawbacks உள்ளன, எனவே higher noise levels, higher power consumption, மற்றும் lower linearity.

போடோட்யோட் தன்மைகள்

போடோட்யோட் தன்மைகள் ஒளியின் intensity, wavelength, temperature, bias voltage, ஆகியவற்றின் வேறுபாடுகளில் அதன் செயல்பாட்டை விளக்குகின்றன. இவற்றில் சில தன்மைகள்:

போடோட்யோட் பயன்பாடுகள்

• ஒளியியல் தொடர்பு

• ஒளியியல் அளவீடு

• ஒளியியல் படங்கள்

• ஒளியியல் switching

• சூரிய எரிசக்தி உत்பாதிப்பு

முடிவு

போடோட்யோட் ஒரு semiconductor device ஆகும், இது ஒளியை மின்னோட்டமாக மாற்றுகிறது. இது photons-ங்கள் PN junction diode-ஐ தாக்கும்போது உருவாகும் electron-hole pairs-ஐ அடிப்படையாகக் கொண்டு செயல்படுகிறது. போடோட்யோட் reverse bias conditions-ல் செயல்படுகிறது மற்றும் இது photovoltaic mode மற்றும் photoconductive mode-ஆகிய இரண்டு modes-ல் செயல்படுகிறது. போடோட்யோட் responsivity, quantum efficiency, spectral response, dark current, dark resistance, noise, linearity, மற்றும் response time ஆகிய தன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது.

போடோட்யோட் ஒளியியல் தொடர்பு, ஒளியியல் அளவீடு, ஒளியியல் படங்கள், ஒளியியல் switching, மற்றும் சூரிய எரிசக்தி உत்பாதிப்பு ஆகியவற்றில் பல பயன்பாடுகள் உள்ளன. போடோட்யோட் alarm circuits மற்றும் counter circuits-ஐ உருவாக்குவதற்கு ஒளியின் beams-ஐ அடித்தல் வழியாக பயன்படுத்தப்படுகிறது. போடோட்யோட் ஒளியை அளவிடும் மற்றும் மின்னோட்டமாக மாற்றும் versatile மற்றும் useful device ஆகும்.