ஒளி உணரி சாதன கட்டமைப்பின் வகை

வகைஒளி உணரி சாதனம்கட்டமைப்பு
ஒளி உணரிஒளி சமிக்ஞையை மின் சமிக்ஞையாக மாற்றும் ஒரு சாதனம், அதன் அமைப்பு மற்றும் வகைகளின் அடிப்படையில், முக்கியமாக பின்வரும் பிரிவுகளாகப் பிரிக்கலாம்:
(1) ஒளி கடத்தும் ஒளி உணரி
ஒளிக்கடத்தும் சாதனங்கள் ஒளிக்கு வெளிப்படும்போது, ​​ஒளியால் உருவாக்கப்பட்ட கேரியர்கள் அவற்றின் கடத்துத்திறனை அதிகரித்து, மின்தடையைக் குறைக்கின்றன. அறை வெப்பநிலையில் கிளர்வுற்ற கேரியர்கள் ஒரு மின்புலத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ் ஒரு திசைசார்ந்த முறையில் நகர்ந்து, அதன் மூலம் ஒரு மின்னோட்டத்தை உருவாக்குகின்றன. ஒளியின் நிலையில், எலக்ட்ரான்கள் கிளர்வுற்று நிலைமாற்றம் நிகழ்கிறது. அதே நேரத்தில், அவை ஒரு மின்புலத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ் நகர்ந்து ஒரு ஒளிமின்னோட்டத்தை உருவாக்குகின்றன. இதன் விளைவாக ஒளியால் உருவாக்கப்பட்ட கேரியர்கள் சாதனத்தின் கடத்துத்திறனை அதிகரித்து, அதன் மூலம் மின்தடையைக் குறைக்கின்றன. ஒளிக்கடத்தும் ஒளி உணரிகள் பொதுவாக செயல்திறனில் உயர் ஆதாயத்தையும் சிறந்த பதிலளிப்புத் திறனையும் காட்டுகின்றன, ஆனால் அவற்றால் உயர் அதிர்வெண் ஒளியியல் சமிக்ஞைகளுக்குப் பதிலளிக்க முடியாது, எனவே பதிலளிப்பு வேகம் மெதுவாக உள்ளது, இது சில அம்சங்களில் ஒளிக்கடத்தும் சாதனங்களின் பயன்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்துகிறது.

(2)PN ஒளி உணரி
P-வகை குறைக்கடத்திப் பொருளுக்கும் N-வகை குறைக்கடத்திப் பொருளுக்கும் இடையிலான தொடர்பினால் PN ஒளி உணரி உருவாகிறது. தொடர்பு உருவாவதற்கு முன்பு, இவ்விரு பொருட்களும் தனித்தனி நிலையில் உள்ளன. P-வகை குறைக்கடத்தியில் உள்ள ஃபெர்மி நிலை, இணைதிறன் பட்டையின் விளிம்பிற்கு அருகில் உள்ளது, அதேசமயம் N-வகை குறைக்கடத்தியில் உள்ள ஃபெர்மி நிலை, கடத்துதல் பட்டையின் விளிம்பிற்கு அருகில் உள்ளது. அதே நேரத்தில், கடத்துதல் பட்டையின் விளிம்பில் உள்ள N-வகை பொருளின் ஃபெர்மி நிலை, இவ்விரு பொருட்களின் ஃபெர்மி நிலைகளும் ஒரே நிலையை அடையும் வரை தொடர்ச்சியாகக் கீழ்நோக்கி நகர்த்தப்படுகிறது. கடத்துதல் பட்டை மற்றும் இணைதிறன் பட்டையின் நிலை மாற்றத்துடன், பட்டைகளின் வளைவும் ஏற்படுகிறது. PN சந்தி சமநிலையில் உள்ளது மற்றும் ஒரு சீரான ஃபெர்மி நிலையைக் கொண்டுள்ளது. மின்னூட்டக் கடத்திப் பகுப்பாய்வின் பார்வையில், P-வகை பொருட்களில் உள்ள பெரும்பாலான மின்னூட்டக் கடத்திகள் துளைகள் ஆகும், அதேசமயம் N-வகை பொருட்களில் உள்ள பெரும்பாலான மின்னூட்டக் கடத்திகள் எலக்ட்ரான்கள் ஆகும். இரு பொருட்களும் தொடர்பில் இருக்கும்போது, ​​கேரியர் செறிவில் உள்ள வேறுபாட்டின் காரணமாக, N-வகை பொருட்களில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் P-வகை பொருட்களை நோக்கிப் பரவுகின்றன, அதே சமயம் N-வகை பொருட்களில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் துளைகளை நோக்கி எதிர் திசையில் பரவுகின்றன. எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் துளைகளின் பரவலால் எஞ்சியிருக்கும் ஈடுசெய்யப்படாத பகுதி ஒரு உள்ளமைந்த மின்புலத்தை உருவாக்கும், மேலும் அந்த உள்ளமைந்த மின்புலம் கேரியர் நகர்வை ஊக்குவிக்கும். இந்த நகர்வின் திசையானது பரவலின் திசைக்கு முற்றிலும் எதிரானது, அதாவது உள்ளமைந்த மின்புலத்தின் உருவாக்கம் கேரியர்களின் பரவலைத் தடுக்கிறது. மேலும், இந்த இருவகை இயக்கங்களும் சமநிலை அடையும் வரை PN சந்திக்குள் பரவலும் நகர்வும் நிகழ்கின்றன, இதன் மூலம் நிலையான கேரியர் ஓட்டம் பூஜ்ஜியமாகிறது. இதுவே உள்ளக இயக்கச் சமநிலை ஆகும்.
PN சந்தி ஒளிக்கதிர்வீச்சுக்கு உட்படுத்தப்படும்போது, ​​ஃபோட்டானின் ஆற்றல் கடத்திக்கு மாற்றப்பட்டு, ஒளி உருவாக்கப்பட்ட கடத்தி, அதாவது ஒளி உருவாக்கப்பட்ட எலக்ட்ரான்-துளை ஜோடி உருவாகிறது. மின்புலத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ், எலக்ட்ரானும் துளையும் முறையே N பகுதிக்கும் P பகுதிக்கும் நகர்கின்றன, மேலும் ஒளி உருவாக்கப்பட்ட கடத்தியின் இந்த திசை நகர்வு ஒளிமின்னோட்டத்தை உருவாக்குகிறது. இதுவே PN சந்தி ஒளி உணரியின் அடிப்படைக் கொள்கையாகும்.

(3)PIN ஒளி உணரி
பின் ஃபோட்டோடையோடு என்பது I அடுக்குக்கு இடையில் P-வகை மற்றும் N-வகை பொருட்களைக் கொண்ட ஒரு அமைப்பாகும். இதன் I அடுக்கு பொதுவாக உள்ளார்ந்த அல்லது குறைந்த அளவு கலப்படம் செய்யப்பட்ட பொருளாகும். இதன் செயல்படும் முறை PN சந்திப்பைப் போன்றது. பின் சந்திப்பு ஒளிக்கதிர்வீச்சுக்கு உட்படுத்தப்படும்போது, ​​ஃபோட்டான் எலக்ட்ரானுக்கு ஆற்றலை மாற்றி, ஒளி உருவாக்கப்பட்ட மின்னூட்டக் கடத்திகளை உருவாக்குகிறது. மேலும், உள்ளக மின்புலம் அல்லது புற மின்புலம், குறைப்பு அடுக்கில் உள்ள ஒளி உருவாக்கப்பட்ட எலக்ட்ரான்-துளை ஜோடிகளைப் பிரிக்கும். இவ்வாறு நகர்த்தப்பட்ட மின்னூட்டக் கடத்திகள் புறச் சுற்றில் ஒரு மின்னோட்டத்தை உருவாக்கும். குறைப்பு அடுக்கின் அகலத்தை விரிவுபடுத்துவதே I அடுக்கின் பங்காகும். ஒரு பெரிய சார்பு மின்னழுத்தத்தின் கீழ், I அடுக்கு முழுமையாக குறைப்பு அடுக்காக மாறிவிடும், மேலும் உருவாக்கப்பட்ட எலக்ட்ரான்-துளை ஜோடிகள் வேகமாகப் பிரிக்கப்படும். எனவே, பின் சந்திப்பு ஃபோட்டோடிடெக்டரின் துலங்கல் வேகம் பொதுவாக PN சந்திப்பு டிடெக்டரை விட வேகமாக இருக்கும். I அடுக்குக்கு வெளியே உள்ள கடத்திகளும் பரவல் இயக்கத்தின் மூலம் குறைப்பு அடுக்கால் சேகரிக்கப்பட்டு, ஒரு பரவல் மின்னோட்டத்தை உருவாக்குகின்றன. I அடுக்கின் தடிமன் பொதுவாக மிகவும் மெல்லியதாக இருக்கும், மேலும் அதன் நோக்கம் கண்டறியும் கருவியின் துலங்கல் வேகத்தை மேம்படுத்துவதே ஆகும்.

(4)APD ஒளி உணரிபனிச்சரிவு ஒளி இருமுனையம்
பொறிமுறைபனிச்சரிவு ஒளி இருமுனையம்இது PN சந்தி போன்றது. APD ஒளி உணரியானது அதிக அளவு மாசு கலக்கப்பட்ட PN சந்தியைப் பயன்படுத்துகிறது. APD கண்டறிதலை அடிப்படையாகக் கொண்ட இயக்க மின்னழுத்தம் அதிகமாகும். மேலும், ஒரு பெரிய எதிர்ச் சார்பு சேர்க்கப்படும்போது, ​​APD-க்குள் மோதல் அயனியாக்கம் மற்றும் பனிச்சரிவுப் பெருக்கம் ஏற்படும், இதனால் உணரியின் செயல்திறன் அதிகரித்து ஒளிமின்னோட்டம் அதிகரிக்கும். APD எதிர்ச் சார்பு பயன்முறையில் இருக்கும்போது, ​​தேய்வு அடுக்கில் உள்ள மின்புலம் மிகவும் வலுவாக இருக்கும். மேலும், ஒளியால் உருவாக்கப்படும் ஒளிமின்னூக்கிகள் மின்புலத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ் விரைவாகப் பிரிக்கப்பட்டு வேகமாக நகரும். இந்தச் செயல்பாட்டின் போது எலக்ட்ரான்கள் படிக அமைப்பில் மோதுவதற்கான வாய்ப்பு உள்ளது, இது படிக அமைப்பில் உள்ள எலக்ட்ரான்களை அயனியாக்கம் செய்கிறது. இந்தச் செயல்முறை மீண்டும் மீண்டும் நிகழ்கிறது, மேலும் படிக அமைப்பில் உள்ள அயனியாக்கம் செய்யப்பட்ட அயனிகளும் படிக அமைப்புடன் மோதுகின்றன. இதனால் APD-யில் உள்ள மின்னூட்டக் கடத்திகளின் எண்ணிக்கை அதிகரித்து, ஒரு பெரிய மின்னோட்டம் உருவாகிறது. APD-க்குள் இருக்கும் இந்தத் தனித்துவமான இயற்பியல் பொறிமுறையின் காரணமாகவே, APD-அடிப்படையிலான உணரிகள் பொதுவாக வேகமான துலங்கல் வேகம், பெரிய மின்னோட்ட மதிப்பு அதிகரிப்பு மற்றும் அதிக உணர்திறன் போன்ற பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. PN சந்தி மற்றும் PIN சந்தி ஆகியவற்றுடன் ஒப்பிடுகையில், APD ஆனது வேகமான பதிலளிப்பு வேகத்தைக் கொண்டுள்ளது, இது தற்போதைய ஒளி உணர் குழாய்களிலேயே மிக வேகமான பதிலளிப்பு வேகமாகும்.

(5) ஸ்காட்கி சந்தி ஒளி உணரி
ஸ்காட்கி சந்தி ஒளி உணரியின் அடிப்படை அமைப்பு ஒரு ஸ்காட்கி டையோடு ஆகும். இதன் மின் பண்புகள் மேலே விவரிக்கப்பட்ட PN சந்தியின் பண்புகளை ஒத்திருக்கின்றன. மேலும் இது நேர்மறை கடத்தல் மற்றும் தலைகீழ் துண்டிப்புடன் ஒரு திசை கடத்துத்திறனைக் கொண்டுள்ளது. அதிக வேலைச் செயல்பாடு கொண்ட ஒரு உலோகமும், குறைந்த வேலைச் செயல்பாடு கொண்ட ஒரு குறைக்கடத்தியும் தொடர்பு கொள்ளும்போது, ​​ஒரு ஸ்காட்கி தடை உருவாகிறது, இதன் விளைவாக உருவாகும் சந்தி ஒரு ஸ்காட்கி சந்தி ஆகும். இதன் முக்கிய இயங்குமுறை ஓரளவிற்கு PN சந்தியைப் போன்றது. N-வகை குறைக்கடத்திகளை உதாரணமாக எடுத்துக் கொண்டால், இரண்டு பொருட்கள் தொடர்பு கொள்ளும்போது, ​​அவற்றின் வெவ்வேறு எலக்ட்ரான் செறிவுகளின் காரணமாக, குறைக்கடத்தியில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் உலோகப் பக்கத்திற்குப் பரவும். பரவிய எலக்ட்ரான்கள் உலோகத்தின் ஒரு முனையில் தொடர்ச்சியாகக் குவிகின்றன, இதனால் உலோகத்தின் அசல் மின் நடுநிலைத்தன்மையைச் சிதைத்து, தொடர்புப் பரப்பில் குறைக்கடத்தியிலிருந்து உலோகம் வரை ஒரு உள்ளமைந்த மின்புலத்தை உருவாக்குகின்றன. மேலும், எலக்ட்ரான்கள் அந்த உள் மின்புலத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ் நகரும், மற்றும் மின்னூட்டிகளின் பரவல் மற்றும் நகர்வு இயக்கம் ஒரே நேரத்தில் நடைபெறும். ஒரு குறிப்பிட்ட காலத்திற்குப் பிறகு, அவை இயக்கச் சமநிலையை அடைந்து, இறுதியாக ஒரு ஸ்காட்கி சந்திப்பை உருவாக்குகின்றன. ஒளி நிலைகளின் கீழ், தடுப்புப் பகுதி நேரடியாக ஒளியை உறிஞ்சி எலக்ட்ரான்-துளை இணைகளை உருவாக்குகிறது, அதேசமயம் PN சந்திக்குள் ஒளியால் உருவாக்கப்பட்ட மின்னூட்டிகள் சந்திப்புப் பகுதியை அடைய பரவல் பகுதி வழியாகச் செல்ல வேண்டும். PN சந்தியுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​ஸ்காட்கி சந்தியை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒளி உணரியானது வேகமான துலங்கல் வேகத்தைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் அதன் துலங்கல் வேகம் நானோ வினாடி (ns) அளவைக்கூட எட்டக்கூடும்.