فوٹوڈائیوڈ کیا ہے؟

وٹوڈائیڈ کیا ہے؟

وٹوڈائیڈ کی تعریف

وٹوڈائیڈ کی تعریف یہ ہے کہ ایک پی این جنکشن ڈائیڈ جس میں روشنی کے ساتھ آپریشن کرتے وقت کرنٹ تولید ہوتا ہے۔ یہ جنکشن پی ٹائپ اور ان ٹائپ سیمی کنڈکٹر مواد کو ملایا کر کے بنایا جاتا ہے۔ پی ٹائپ مواد میں اضافی مثبت برقی ذرات (ہولز) ہوتے ہیں، جبکہ ان ٹائپ مواد میں اضافی منفی برقی ذرات (الیکٹران) ہوتے ہیں۔ جب یہ دو مواد ملتے ہیں تو ان ٹائپ علاقے سے الیکٹران پی ٹائپ علاقے میں منتقل ہوتے ہیں، ہولز کے ساتھ ری کمبائن کر کے ایک ڈیپلیشن علاقہ بناتے ہیں۔ یہ علاقہ مزید برقی ذرات کی ڈیفیوژن کے لیے باریر کا کام کرتا ہے۔

وٹوڈائیڈ کے دو طرفیں ہوتی ہیں، ایک اینڈ اور ایک کیتھود، جو پی ٹائپ اور ان ٹائپ علاقوں سے ملاتی ہیں۔ عام طور پر اینڈ کو ڈیوائس کیس پر ایک ٹیب یا ڈاٹ سے نشان زد کیا جاتا ہے۔ فوٹوڈائیڈ کا سمبول نیچے دکھایا گیا ہے، جس میں دو تیروں کو جنکشن کی طرف اشارہ کیا گیا ہے تاکہ یہ ظاہر کیا جاسکے کہ یہ روشنی کے حساس ہیں۔

کام کا عمل

جب فوٹوڈائیڈ کو بیرونی کرکٹ میں ریورس بائیس کی شکل میں ملاتا ہے تو اینڈ سے کیتھود تک ایک چھوٹا سا ریورس کرنٹ بہتا ہے۔ یہ کرنٹ جسے ڈارک کرنٹ کہا جاتا ہے، سیمی کنڈکٹر میں میناریٹی کے ذریعے بننے والے قلیل عدد کے برقی ذرات کی وجہ سے ہوتا ہے۔ ڈارک کرنٹ لاگو کیے گئے ریورس وولٹیج پر منحصر نہیں ہوتا بلکہ درجہ حرارت اور ڈوپنگ کے سطح پر متغیر ہوتا ہے۔

جب کافی توانائی کی روشنی فوٹوڈائیڈ پر پڑتی ہے تو یہ سیمی کنڈکٹر مواد میں الیکٹران-ہولز جوڑے بناتی ہے۔ یہ عمل انہر فوٹو الیکٹرک اثر کے طور پر جانا جاتا ہے۔ اگر روشنی کی جذب کا عمل ڈیپلیشن علاقے میں یا اس کے قریب ہوتا ہے تو یہ برقی ذرات جنکشن کے ساتھ کیلنکٹڈ الیکٹرک فیلڈ کی طرف سے سوئیپ ہوتے ہیں، جس سے فوٹو کرنٹ تیار ہوتا ہے جو ڈارک کرنٹ کے ساتھ شامل ہوتا ہے۔ اس طرح ہولز اینڈ کی طرف بڑھتے ہیں، الیکٹران کیتھود کی طرف بڑھتے ہیں، اور ریورس کرنٹ روشنی کی توانائی کے ساتھ بڑھتا ہے۔

فوٹو کرنٹ کسی خاص توانائی اور درجہ حرارت کے لیے روشنی کی توانائی کے تناسب میں ہوتا ہے۔ اگر روشنی کی توانائی بہت زیادہ ہو تو فوٹو کرنٹ کسی ماکسیمم قدر کو چھونے لگتا ہے جسے سیچریشن کرنٹ کہا جاتا ہے، جس کے بعد یہ مزید بڑھتا نہیں۔ یہ سیچریشن کرنٹ دستیاب ڈیوائس کی جیومیٹری اور مواد کی خصوصیات پر منحصر ہوتا ہے۔

فوٹوڈائیڈ دو میڈز میں کام کر سکتا ہے: فوٹوولٹیک میڈ اور فوٹوکنڈکٹیو میڈ۔

فوٹوولٹیک میڈ

فوٹوولٹیک میڈ میں فوٹوڈائیڈ کو کوئی بیرونی ریورس وولٹیج لاگو نہیں کیا جاتا، جس سے یہ روشنی سے توانائی تیار کرنے والا سولر سیل کی طرح کام کرتا ہے۔ فوٹو کرنٹ کے دوطرفہ کرکٹ کے ذریعے یا لوڈ امپیڈنس کے ذریعے گزرتا ہے۔ اگر کرکٹ اوپن ہو یا اس کی امپیڈنس زیادہ ہو تو ڈیوائس کے ساتھ ایک وولٹیج بن جاتا ہے، جس سے یہ فوروارڈ بائیس ہوجاتا ہے۔ یہ وولٹیج جسے اوپن سرکٹ وولٹیج کہا جاتا ہے، روشنی کی توانائی اور توانائی کے سطح پر منحصر ہوتا ہے۔

فوٹوولٹیک میڈ فوٹوولٹیک اثر کا استعمال کرتا ہے، جس کا استعمال سورج کی روشنی سے توانائی تیار کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ لیکن یہ میڈ کچھ نقصانات بھی رکھتا ہے، جیسے کم ری اسپانس سپیڈ، زیادہ سیریز ریزسٹنس، اور کم حساسیت۔

فوٹوکنڈکٹیو میڈ

فوٹوکنڈکٹیو میڈ میں فوٹوڈائیڈ کو بیرونی ریورس وولٹیج کا اطلاق کیا جاتا ہے، اور یہ ایک متغیر ریزسٹر کی طرح کام کرتا ہے جس کی ریزسٹنس روشنی کی توانائی کے ساتھ بدلتی ہے۔ فوٹو کرنٹ ایک بیرونی کرکٹ کے ذریعے گزرتا ہے جو باس وولٹیج فراہم کرتا ہے اور آؤٹ پٹ کرنٹ یا وولٹیج کا پیمائش کرتا ہے۔

فوٹوکنڈکٹیو میڈ کو فوٹوولٹیک میڈ کے مقابلے میں کچھ فوائد ہیں، جیسے زیادہ ری اسپانس سپیڈ، کم سیریز ریزسٹنس، زیادہ حساسیت، اور وائرڈ ڈائنامک رینج۔ لیکن یہ میڈ کچھ نقصانات بھی رکھتا ہے، جیسے زیادہ نائیز لیول، زیادہ پاور کن سمپشن، اور کم لائنیٹی۔

فوٹوڈائیڈ کی خصوصیات

فوٹوڈائیڈ کی خصوصیات مختلف روشنی کی توانائی، توانائی، درجہ حرارت، بائیس وولٹیج وغیرہ کی شرائط کے تحت اس کے کارکردگی کا تفصیلی وصف کرتی ہیں۔ ان میں سے کچھ خصوصیات یہ ہیں:

فوٹوڈائیڈ کے اطلاق

• آپٹیکل کمیونیکیشن

• آپٹیکل پیمائش

• آپٹیکل آئیمیجنگ

• آپٹیکل سوئچنگ

• سورجی توانائی کی تولید

خاتمه

فوٹوڈائیڈ ایک سیمی کنڈکٹر ڈیوائس ہے جو روشنی کو برقی کرنٹ میں تبدیل کرتا ہے۔ یہ انہر فوٹو الیکٹرک اثر کے اصول پر کام کرتا ہے جس سے فوٹونز پی این جنکشن ڈائیڈ پر چوٹ لگانے پر الیکٹران-ہولز جوڑے بناتے ہیں۔ فوٹوڈائیڈ ریورس بائیس کی شرائط میں کام کرتا ہے اور دو میڈز میں کام کر سکتا ہے: فوٹوولٹیک میڈ اور فوٹوکنڈکٹیو میڈ۔ فوٹوڈائیڈ کی مختلف خصوصیات ہیں، جیسے ری اسپانسیوٹی، کوانٹم کارکردگی، سپیکٹرل ری اسپانس، ڈارک کرنٹ، ڈارک ریزسٹنس، نائیز، لائنیٹی، اور ری اسپانس ٹائم۔

فوٹوڈائیڈ کے کئی اطلاق ہیں، جیسے آپٹیکل کمیونیکیشن، آپٹیکل پیمائش، آپٹیکل آئیمیجنگ، آپٹیکل سوئچنگ، اور سورجی توانائی کی تولید۔ فوٹوڈائیڈ کو آلارم سرکٹس اور کاؤنٹر سرکٹس بنانے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے جس کے ذریعے روشنی کے بیمس کی رکاوٹ کا پتہ چل سکتا ہے۔ فوٹوڈائیڈ ایک متنوع اور مفید ڈیوائس ہے جو روشنی کو حس کر سکتا ہے اور اسے برقی کرنٹ میں تبدیل کر سکتا ہے۔