हिमस्खलन फोटोडायोड जापानी इंजीनियर [जीजी] द्वारा डिजाइन किया गया था; जून-इची निशिजावा [जीजी] उद्धरण; 1952 में। हिमस्खलन फोटोडायोड एक बहुत ही संवेदनशील अर्धचालक डिटेक्टर है जो प्रकाश को बिजली में बदलने के लिए फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव का उपयोग करता है।
फाइबर ऑप्टिक संचार प्रणालियों में, एक एकल घटक जैसे हिमस्खलन फोटोडायोड का उपयोग प्रकाश को विद्युत संकेत में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है। हिमस्खलन प्रक्रिया के दौरान, टकराव से आवेश वाहक उत्पन्न होते हैं। प्रकाश कण जैसे फोटॉन कई इलेक्ट्रॉन बनाते हैं, जो बदले में विद्युत प्रवाह बनाते हैं।
हिमस्खलन फोटोडायोड क्या है
एक डायोड जो अन्य डायोड की तुलना में अतिरिक्त प्रदर्शन प्रदान करने के लिए हिमस्खलन विधि का उपयोग करता है उसे हिमस्खलन फोटोडायोड कहा जाता है।
हिमस्खलन फोटोडायोड एक ऑप्टिकल सिग्नल को विद्युत सिग्नल में बदलते हैं और उच्च रिवर्स बायस वोल्टेज पर काम कर सकते हैं। हिमस्खलन फोटोडायोड का प्रतीक जेनर डायोड के समान होता है।
हिमस्खलन फोटोडायोड संरचना
एक पिन फोटोडायोड और एक हिमस्खलन फोटोडायोड की संरचना समान होती है और इसमें दो भारी डोप किए गए क्षेत्र और दो हल्के डोप वाले क्षेत्र होते हैं, भारी डोप किए गए क्षेत्र पी + और एन + होते हैं, जबकि हल्के डोप वाले क्षेत्र होते हैं मैं और पी.
आंतरिक क्षेत्र में, हिमस्खलन फोटोडायोड की कमी परत की चौड़ाई पिन फोटोडायोड की तुलना में पतली होती है। यहाँ, p+ क्षेत्र एनोड की तरह कार्य करता है, जबकि n+ क्षेत्र कैथोड की तरह कार्य करता है।
अन्य फोटोडायोड की तुलना में, हिमस्खलन फोटोडायोड उच्च रिवर्स बायस स्थितियों के तहत काम करते हैं। इसलिए, हिमस्खलन को प्रकाश के टकराने या फोटॉन द्वारा गठित आवेश वाहकों द्वारा गुणा किया जाता है। हिमस्खलन क्रिया उच्च संवेदनशीलता रेंज प्रदान करने के लिए फोटोडायोड के लाभ को कई गुना बढ़ा देती है।
ऑपरेटिंग मानदंड
हिमस्खलन टूटना मुख्य रूप से तब होता है जब फोटोडायोड को अधिकतम रिवर्स वोल्टेज के अधीन किया जाता है जो विद्युत क्षेत्र को रिक्तीकरण परत से परे बढ़ाता है। जैसे ही आपतित प्रकाश p+ क्षेत्र में प्रवेश करता है, यह अति प्रतिरोधक p क्षेत्र में अवशोषित हो जाता है और फिर इलेक्ट्रॉन-छेद जोड़े उत्पन्न करता है।
जब तक एक उच्च विद्युत क्षेत्र मौजूद रहता है, तब तक आवेश वाहक अपने संतृप्ति वेग सहित pn+ क्षेत्र में चले जाते हैं। जब वेग उच्चतम होता है, तो वाहक अन्य परमाणुओं से टकराएंगे और नए इलेक्ट्रॉन-छेद जोड़े उत्पन्न करेंगे, और विशाल आवेश वाहक जोड़े उच्च फोटोक्यूरेंट का नेतृत्व करेंगे।
हिमस्खलन फोटोडायोड ऑपरेशन
हिमस्खलन फोटोडायोड ऑपरेशन पूरी तरह से de . में किया जा सकता हैपूर्णता मोड। हालांकि, रैखिक हिमस्खलन मोड के अलावा, वे गीजर मोड में भी काम कर सकते हैं। ऑपरेशन के इस मोड में, फोटोडायोड उपरोक्त ब्रेकडाउन वोल्टेज पर काम कर सकता है। एक अन्य मोड, [जीजी] कोट;सब-गीजर मोड [जीजी] कोट;, वर्तमान में पेश किया जा रहा है।
फाइबर ऑप्टिक संचार में हिमस्खलन फोटोडायोड
ऑप्टिकल फाइबर संचार (ओएफसी) सिस्टम में, हिमस्खलन फोटोडायोड अक्सर कमजोर सिग्नल पहचान के लिए उपयोग किए जाते हैं, लेकिन उच्च सिग्नल-टू-शोर अनुपात (एस / एन) प्राप्त करने के लिए सर्किट को पर्याप्त रूप से अनुकूलित करने की आवश्यकता होती है। यहां, एसएनआर को एक आदर्श सिग्नल-टू-शोर अनुपात प्राप्त करना है और क्वांटम दक्षता अधिक होनी चाहिए क्योंकि यह मान लगभग अधिकतम है, ताकि अधिकांश सिग्नल देखा जा सके।
हिमस्खलन फोटोडायोड विशेषताएं
हिमस्खलन फोटोडायोड अत्यधिक संवेदनशील, उच्च गति आधारित डायोड हैं जो आंतरिक लाभ विधि में एक रिवर्स वोल्टेज लागू करके काम करते हैं। ये डायोड पिन प्रकार के फोटोडायोड की तुलना में कम रेंज के प्रकाश को मापते हैं और इसलिए उन अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं जहां उच्च संवेदनशीलता भिन्न होती है, जैसे ऑप्टिकल दूरी माप और लंबी दूरी के ऑप्टिकल संचार।
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