ஃபோட்டோடெக்டர்களின் சத்தத்தை எவ்வாறு குறைப்பது

ஃபோட்டோடெக்டர்களின் சத்தத்தை எவ்வாறு குறைப்பது

ஃபோட்டோ டிடெக்டர்களின் சத்தத்தில் முக்கியமாக அடங்கும்: தற்போதைய இரைச்சல், வெப்ப இரைச்சல், ஷாட் இரைச்சல், 1/f இரைச்சல் மற்றும் அகல அலைவரிசை இரைச்சல், முதலியன. இந்த வகைப்பாடு ஒப்பீட்டளவில் தோராயமான ஒன்றாகும். இந்த முறை, ஃபோட்டோ டிடெக்டர்களின் வெளியீட்டு சிக்னல்களில் பல்வேறு வகையான இரைச்சல்களின் தாக்கத்தை அனைவரும் நன்கு புரிந்துகொள்ள உதவும் வகையில், விரிவான இரைச்சல் பண்புகள் மற்றும் வகைப்பாடுகளை அறிமுகப்படுத்துவோம். சத்தத்தின் மூலங்களைப் புரிந்துகொள்வதன் மூலம் மட்டுமே ஃபோட்டோ டிடெக்டர்களின் இரைச்சலை சிறப்பாகக் குறைத்து மேம்படுத்த முடியும், இதன் மூலம் அமைப்பின் சிக்னல்-இரைச்சல் விகிதத்தை மேம்படுத்த முடியும்.

ஷாட் சத்தம் என்பது சார்ஜ் கேரியர்களின் தனித்துவமான தன்மையால் ஏற்படும் சீரற்ற ஏற்ற இறக்கமாகும். குறிப்பாக ஒளிமின்னழுத்த விளைவில், ஃபோட்டான்கள் எலக்ட்ரான்களை உருவாக்க ஒளி உணர்திறன் கூறுகளைத் தாக்கும்போது, ​​இந்த எலக்ட்ரான்களின் உருவாக்கம் சீரற்றதாக இருக்கும் மற்றும் பாய்சன் பரவலுக்கு இணங்குகிறது. ஷாட் சத்தத்தின் நிறமாலை பண்புகள் தட்டையானவை மற்றும் அதிர்வெண் அளவைச் சார்ந்து இல்லை, எனவே இது வெள்ளை சத்தம் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. கணித விளக்கம்: ஷாட் சத்தத்தின் மூல சராசரி சதுரம் (RMS) மதிப்பை இவ்வாறு வெளிப்படுத்தலாம்:

அவர்களில்:

e: மின்னணு மின்னூட்டம் (தோராயமாக 1.6 × 10-19 கூலம்ப்கள்)

ஐடார்க்: இருண்ட மின்னோட்டம்

Δf: அலைவரிசை

ஷாட் சத்தம் மின்னோட்டத்தின் அளவிற்கு விகிதாசாரமானது மற்றும் அனைத்து அதிர்வெண்களிலும் நிலையானது. சூத்திரத்தில், ஐடார்க் என்பது ஃபோட்டோடியோடின் இருண்ட மின்னோட்டத்தைக் குறிக்கிறது. அதாவது, ஒளி இல்லாத நிலையில், ஃபோட்டோடியோடில் தேவையற்ற இருண்ட மின்னோட்ட சத்தம் உள்ளது. ஃபோட்டோடெக்டரின் முன் முனையில் உள்ளார்ந்த சத்தம், இருண்ட மின்னோட்டம் பெரியதாக இருப்பதால், ஃபோட்டோடெக்டரின் சத்தம் அதிகமாகும். ஃபோட்டோடியோடின் சார்பு இயக்க மின்னழுத்தத்தால் இருண்ட மின்னோட்டமும் பாதிக்கப்படுகிறது, அதாவது, சார்பு இயக்க மின்னழுத்தம் பெரியதாக இருந்தால், இருண்ட மின்னோட்டம் அதிகமாகும். இருப்பினும், சார்பு இயக்க மின்னழுத்தம் ஃபோட்டோடெக்டரின் சந்தி கொள்ளளவையும் பாதிக்கிறது, இதன் மூலம் ஃபோட்டோடெக்டரின் வேகம் மற்றும் அலைவரிசையை பாதிக்கிறது. மேலும், சார்பு மின்னழுத்தம் அதிகமாக இருந்தால், வேகம் மற்றும் அலைவரிசை அதிகமாகும். எனவே, ஃபோட்டோடியோட்களின் ஷாட் சத்தம், இருண்ட மின்னோட்டம் மற்றும் அலைவரிசை செயல்திறன் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில், உண்மையான திட்டத் தேவைகளுக்கு ஏற்ப நியாயமான வடிவமைப்பு மேற்கொள்ளப்பட வேண்டும்.

2. 1/f ஃப்ளிக்கர் சத்தம்

1/f இரைச்சல், ஃப்ளிக்கர் இரைச்சல் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, இது முக்கியமாக குறைந்த அதிர்வெண் வரம்பில் நிகழ்கிறது மற்றும் பொருள் குறைபாடுகள் அல்லது மேற்பரப்பு தூய்மை போன்ற காரணிகளுடன் தொடர்புடையது. அதன் நிறமாலை சிறப்பியல்பு வரைபடத்திலிருந்து, அதன் சக்தி நிறமாலை அடர்த்தி குறைந்த அதிர்வெண் வரம்பை விட உயர் அதிர்வெண் வரம்பில் கணிசமாகக் குறைவாக இருப்பதைக் காணலாம், மேலும் அதிர்வெண்ணில் ஒவ்வொரு 100 மடங்கு அதிகரிப்புக்கும், நிறமாலை அடர்த்தி இரைச்சல் நேரியல் முறையில் 10 மடங்கு குறைகிறது. 1/f இரைச்சலின் சக்தி நிறமாலை அடர்த்தி அதிர்வெண்ணுக்கு நேர்மாறான விகிதாசாரமாகும், அதாவது:

அவர்களில்:

SI(f) : இரைச்சல் சக்தி நிறமாலை அடர்த்தி

நான்: நடப்பு

f: அதிர்வெண்

குறைந்த அதிர்வெண் வரம்பில் 1/f இரைச்சல் குறிப்பிடத்தக்கது மற்றும் அதிர்வெண் அதிகரிக்கும் போது பலவீனமடைகிறது. இந்த பண்பு குறைந்த அதிர்வெண் பயன்பாடுகளில் குறுக்கீட்டின் முக்கிய ஆதாரமாக அமைகிறது. 1/f இரைச்சல் மற்றும் அகல அலைவரிசை இரைச்சல் முக்கியமாக ஃபோட்டோடெக்டருக்குள் உள்ள செயல்பாட்டு பெருக்கியின் மின்னழுத்த இரைச்சலில் இருந்து வருகிறது. செயல்பாட்டு பெருக்கிகளின் மின்சாரம் வழங்கும் இரைச்சல், தற்போதைய இரைச்சல் மற்றும் செயல்பாட்டு பெருக்கி சுற்றுகளின் ஆதாயத்தில் எதிர்ப்பு நெட்வொர்க்கின் வெப்ப இரைச்சல் போன்ற ஃபோட்டோடெக்டர்களின் இரைச்சலைப் பாதிக்கும் பல இரைச்சல் ஆதாரங்கள் உள்ளன.

3. செயல்பாட்டு பெருக்கியின் மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்ட இரைச்சல்: மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்ட நிறமாலை அடர்த்திகள் பின்வரும் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளன:

செயல்பாட்டு பெருக்கி சுற்றுகளில், மின்னோட்ட இரைச்சல், கட்டத்திற்குள் மின்னோட்ட இரைச்சல் மற்றும் தலைகீழ் மின்னோட்ட இரைச்சல் எனப் பிரிக்கப்படுகிறது. கட்டத்திற்குள் மின்னோட்ட இரைச்சல் i+ மூல உள் எதிர்ப்பு R வழியாக பாய்கிறது, சமமான மின்னழுத்த இரைச்சலை உருவாக்குகிறது u1= i+*Rs. I- மின்னோட்ட இரைச்சலை தலைகீழாக மாற்றுவது, ஆதாய சமமான மின்தடை R வழியாக பாய்ந்து சமமான மின்னழுத்த இரைச்சலை உருவாக்குகிறது u2= I-* R. எனவே மின்சார விநியோகத்தின் RS பெரியதாக இருக்கும்போது, ​​மின்னோட்ட இரைச்சலில் இருந்து மாற்றப்படும் மின்னழுத்த இரைச்சலும் மிகப் பெரியது. எனவே, சிறந்த சத்தத்தை மேம்படுத்த, மின்சார விநியோக இரைச்சல் (உள் எதிர்ப்பு உட்பட) உகப்பாக்கத்திற்கான ஒரு முக்கிய திசையாகும். மின்னோட்ட இரைச்சலின் நிறமாலை அடர்த்தி அதிர்வெண் மாறுபாடுகளுடனும் மாறாது. எனவே, சுற்று மூலம் பெருக்கப்பட்ட பிறகு, அது, ஃபோட்டோடியோடின் இருண்ட மின்னோட்டத்தைப் போலவே, ஃபோட்டோடெடெக்டரின் ஷாட் இரைச்சலை விரிவாக உருவாக்குகிறது.

4. செயல்பாட்டு பெருக்கி சுற்றுகளின் ஆதாயத்திற்கான (பெருக்க காரணி) எதிர்ப்பு வலையமைப்பின் வெப்ப இரைச்சலை பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடலாம்:

அவர்களில்:

k: போல்ட்ஸ்மேன் மாறிலி (1.38 × 10-23J/K)

T: முழுமையான வெப்பநிலை (K)

R: எதிர்ப்பு (ஓம்ஸ்) வெப்ப இரைச்சல் வெப்பநிலை மற்றும் எதிர்ப்பு மதிப்புடன் தொடர்புடையது, மேலும் அதன் நிறமாலை தட்டையானது. ஆதாய எதிர்ப்பு மதிப்பு பெரியதாக இருந்தால், வெப்ப இரைச்சல் அதிகமாக இருக்கும் என்பதை சூத்திரத்திலிருந்து காணலாம். அலைவரிசை பெரியதாக இருந்தால், வெப்ப இரைச்சலும் அதிகமாக இருக்கும். எனவே, எதிர்ப்பு மதிப்பு மற்றும் அலைவரிசை மதிப்பு ஆதாயத் தேவைகள் மற்றும் அலைவரிசை தேவைகள் இரண்டையும் பூர்த்தி செய்வதை உறுதி செய்வதற்கும், இறுதியில் குறைந்த இரைச்சல் அல்லது அதிக சிக்னல்-இரைச்சல் விகிதத்தைக் கோருவதற்கும், அமைப்பின் சிறந்த சிக்னல்-இரைச்சல் விகிதத்தை அடைய உண்மையான திட்டத் தேவைகளின் அடிப்படையில் ஆதாய மின்தடையங்களின் தேர்வு கவனமாகக் கருத்தில் கொள்ளப்பட்டு மதிப்பீடு செய்யப்பட வேண்டும்.

சுருக்கம்

ஒளிக்கற்றைகள் மற்றும் மின்னணு சாதனங்களின் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதில் இரைச்சல் மேம்பாட்டு தொழில்நுட்பம் குறிப்பிடத்தக்க பங்கை வகிக்கிறது. அதிக துல்லியம் என்பது குறைந்த இரைச்சல் என்று பொருள். தொழில்நுட்பம் அதிக துல்லியத்தைக் கோருவதால், ஒளிக்கற்றைகளின் இரைச்சல், சிக்னல்-இரைச்சல் விகிதம் மற்றும் அதற்கு சமமான இரைச்சல் சக்திக்கான தேவைகளும் அதிகரித்து வருகின்றன.