একটি ফটোডিওড কি? (অংশ ২)

নিম্নলিখিত সমস্যাগুলি ব্যবহার করে সমাধান করা যেতে পারেফটোডিওডবা ফটোট্রান্সিস্টার. উদাহরণস্বরূপ, ফ্ল্যাশ সক্রিয় করা প্রয়োজন কিনা তা নির্ধারণ করতে ফোন ক্যামেরাকে পরিবেষ্টিত আলো পরিমাপ করতে হবে। কিভাবে noninvasively রক্তে অক্সিজেনের মাত্রা মূল্যায়ন? এই অপটোইলেক্ট্রনিক ডিভাইসগুলি আলোকে (ফোটন) বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত করে যা একটি মাইক্রোপ্রসেসর (বা মাইক্রোকন্ট্রোলার) "দেখতে" পারে। এইভাবে, বস্তুর অবস্থান এবং বিন্যাস নিয়ন্ত্রণ করা, আলোর তীব্রতা নির্ধারণ করা এবং আলোর সাথে এর মিথস্ক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে পদার্থের ভৌত বৈশিষ্ট্য পরিমাপ করা সম্ভব।

এবার দ্বিতীয় পর্বের কথা বলা যাক।

1. ফটোডিওড গঠন

একটি ফটোডিওডের মূল প্রয়োজনীয়তাগুলির মধ্যে একটি হল আলো সংগ্রহের জন্য একটি উপযুক্ত এলাকা। একটি স্ট্যান্ডার্ড পিএন জংশনের মধ্যে, এটি তুলনামূলকভাবে ছোট, তবে একটি পিন ডায়োড ব্যবহার করে এলাকা বাড়ানো যেতে পারে। যেহেতু অন্তর্নিহিত অঞ্চলটি আলো সংগ্রহের জন্য ব্যবহৃত সক্রিয় জংশনের মধ্যে রয়েছে, তাই আলো সংগ্রহের জন্য ব্যবহৃত অঞ্চলটি অনেক বড়, যা PIN ফটোডিওডকে আরও দক্ষ করে তোলে।

ফটোডিওড উত্পাদন প্রক্রিয়ায়, পি-টাইপ এবং এন-টাইপ স্তরগুলির মধ্যে পুরু অভ্যন্তরীণ স্তরগুলি ঢোকানো হয়। মধ্যবর্তী আইজেন স্তরটি সম্পূর্ণরূপে আইজেন বা খুব হালকাভাবে ডোপড হতে পারে যাতে এটি একটি N-স্তর তৈরি করে। কিছু ক্ষেত্রে, এটি একটি এপিটাক্সিয়াল স্তর হিসাবে সাবস্ট্রেটের উপরে জন্মানো যেতে পারে, বা এটি সাবস্ট্রেটের মধ্যেই থাকতে পারে।

পি প্লাস ডিফিউশন স্তরটি একটি ভারী ডোপড এন-টাইপ এপিটাক্সিয়াল স্তরে বিকাশ করা যেতে পারে। যোগাযোগটি ধাতব নকশা দিয়ে তৈরি এবং দুটি টার্মিনাল যেমন একটি অ্যানোড এবং ক্যাথোড তৈরি করা যেতে পারে। ডায়োডের সামনের ক্ষেত্রটিকে দুটি প্রকারে ভাগ করা যায়, যেমন সক্রিয় পৃষ্ঠ এবং নিষ্ক্রিয় পৃষ্ঠ।

নিষ্ক্রিয় পৃষ্ঠের নকশা সিলিকন ডাই অক্সাইড (SiO2) দিয়ে করা যেতে পারে। একটি সক্রিয় পৃষ্ঠে, আলো জ্বলতে পারে, যখন একটি নিষ্ক্রিয় পৃষ্ঠে, আলো জ্বলতে পারে না। একটি অ্যান্টি-রিফ্লেক্টিভ উপাদান দিয়ে সক্রিয় পৃষ্ঠকে আচ্ছাদন করে, আলোর শক্তি হারিয়ে যায় না এবং সর্বাধিক একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহে রূপান্তরিত হতে পারে।

ফটোডিওডের অন্যতম প্রধান প্রয়োজনীয়তা হল সর্বোচ্চ পরিমাণ আলো অভ্যন্তরীণ স্তরে পৌঁছায় তা নিশ্চিত করা। এটি অর্জন করার সবচেয়ে কার্যকর উপায়গুলির মধ্যে একটি হল ডিভাইসের পাশে বৈদ্যুতিক পরিচিতিগুলি স্থাপন করা, যেমনটি ছবিতে দেখানো হয়েছে৷ এটি কার্যকর অঞ্চলে সর্বাধিক পরিমাণে আলো পৌঁছানোর অনুমতি দেয়। এটি পাওয়া যায় যে যেহেতু সাবস্ট্রেটটি প্রচুর পরিমাণে ডোপড, এটি একটি সক্রিয় অঞ্চল না হওয়ায় প্রায় কোনও আলোর ক্ষতি হয় না।

যেহেতু আলো বেশিরভাগই একটি নির্দিষ্ট দূরত্বে শোষিত হয়, তাই অভ্যন্তরীণ স্তরের বেধ সাধারণত এর সাথে মেলে। এই বেধের উপর যে কোন বৃদ্ধি অপারেশনের গতি কমিয়ে দেবে - অনেক অ্যাপ্লিকেশনের একটি গুরুত্বপূর্ণ ফ্যাক্টর - এবং ব্যাপকভাবে দক্ষতা বৃদ্ধি করবে না।

আলো জংশনের একপাশ থেকে ফটোডিওডেও প্রবেশ করতে পারে। এইভাবে ফটোডিওড অপারেটিং করে, কম অভ্যন্তরীণ স্তর তৈরি করা যেতে পারে অপারেশনের গতি বাড়ানোর জন্য, যদিও কম দক্ষতার সাথে।

কিছু ক্ষেত্রে, heterojunctions ব্যবহার করা যেতে পারে। এই ধরনের নির্মাণে সাবস্ট্রেট থেকে আলো গ্রহণের অতিরিক্ত নমনীয়তা রয়েছে এবং একটি বৃহত্তর শক্তির ফাঁক রয়েছে, যা এটিকে আলোতে স্বচ্ছ করে তোলে।

একটি কম স্ট্যান্ডার্ড প্রক্রিয়া হিসাবে, এটি প্রয়োগ করা আরও ব্যয়বহুল এবং তাই আরও বিশেষ পণ্যগুলির জন্য ব্যবহার করা হয়।

2. ফটোডিওড বৈশিষ্ট্য

(1) ভোল্ট-অ্যাম্পিয়ার বৈশিষ্ট্য

এটি ফটোডিওডের ফটোকারেন্ট এবং এতে প্রয়োগ করা ভোল্টেজের মধ্যে সম্পর্ককে নির্দেশ করে।

(2) আলো বৈশিষ্ট্য

ক্যাথোড এবং অ্যানোডের মধ্যে ফটোডিওড ভোল্টেজ ধ্রুবক থাকলে এটি আলোকিত ফ্লাক্স এবং ফটোকারেন্টের মধ্যে সম্পর্ককে নির্দেশ করে। আলোর বৈশিষ্ট্যযুক্ত বক্ররেখার ঢালকে বলা হয় ফটোডিওড সংবেদনশীলতা।

(3) বর্ণালী বৈশিষ্ট্য

আপতিত আলোর ফটোকারেন্ট এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্যের মধ্যে সম্পর্ককে বর্ণালী সম্পত্তি বলা হয়। ফোটন শক্তি আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে সম্পর্কিত: তরঙ্গদৈর্ঘ্য যত বেশি হবে, ফোটন শক্তি তত ছোট হবে; তরঙ্গদৈর্ঘ্য যত কম, ফোটন তত বেশি শক্তিশালী।

3. ফটোডিওডের কাজ

(1) হালকা নিয়ন্ত্রণ

ফটোডিওড একটি ফটোইলেকট্রিক সুইচ হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, এবং এর সার্কিট নিম্নলিখিত চিত্রে দেখানো হয়েছে। যখন কোন আলো নেই, ফটোডিওড VD1 বিপরীত ভোল্টেজের কারণে কেটে যায়। ট্রানজিস্টর VT1 এবং VT2 এছাড়াও বেস কারেন্ট ছাড়াই কেটে ফেলা হয়। রিলে রিলিজ অবস্থায় আছে.

VD1 এ আলো নির্গত হলে, এটি কাটঅফ থেকে পরিবাহিতে রূপান্তরিত হয়। ফলস্বরূপ, VT1 এবং VT2 ধারাবাহিকভাবে চালু হয়, রিলে K ড্র করে এবং নিয়ন্ত্রণ সার্কিটটি চালু হয়।

(2) অপটিক্যাল সংকেত অভ্যর্থনা

আলোক সংকেত পেতে ফটোডিওড ব্যবহার করা যেতে পারে। নিচের ছবিটি অপটিক্যাল সিগন্যাল রিসিভিং এমপ্লিফিকেশন ফটোডিওড সার্কিট দেখায়। আলোক সংকেত ফোটোডিওড VD দ্বারা গৃহীত হয়, VT দ্বারা পরিবর্ধিত হয় এবং ক্যাপাসিটর C কাপলিং দ্বারা আউটপুট পাওয়া যায়।

4. ফটোডিওড অ্যাপ্লিকেশন

(1) ফটোসেল

ফটোসেল মূলত পিএন জংশনের একটি বড় এলাকা। যখন PN জংশন পৃষ্ঠে আলো নির্গত হয়, যেমন P-অঞ্চল পৃষ্ঠ, P-অঞ্চলের প্রতিটি ফোটন একটি মুক্ত ইলেক্ট্রন-হোল জোড়া তৈরি করে যদি ফোটন শক্তি সেমিকন্ডাক্টর উপাদানের ব্যান্ডগ্যাপ ব্যান্ডউইথের চেয়ে বেশি হয়।

ইলেক্ট্রন-হোল জোড়া দ্রুত ভিতরের দিকে ছড়িয়ে পড়ে এবং সংযোগ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের অধীনে আলোর তীব্রতার সাথে সম্পর্কিত একটি ইলেক্ট্রোমোটিভ বল গঠন করে। এই সময়ে, আমরা যদি এটিকে পাওয়ার সাপ্লাই হিসাবে ব্যবহার করি এবং এটিকে একটি বাহ্যিক সার্কিটের সাথে সংযুক্ত করি, যতক্ষণ আলো থাকবে ততক্ষণ এটি বিদ্যুৎ সরবরাহ করতে থাকবে, যা একটি ফটোসেল। অন্য কথায়, ফটোসেল হল একটি পিএন-জাংশন ফটোইলেকট্রিক ডিভাইস যার কোনো পক্ষপাত ভোল্টেজ নেই। এটি সরাসরি আলোক শক্তিকে বিদ্যুতে রূপান্তর করতে পারে।

(2) সৌর কোষ

একটি সৌর কোষ একটি অর্ধপরিবাহী যন্ত্র। যখন সূর্যালোক একটি অর্ধপরিবাহীকে আঘাত করে, তখন এর কিছু অংশ প্রতিফলিত হয় এবং বাকি অংশ অর্ধপরিবাহীতে শোষিত হয় বা ভেদ করে। কিছু শোষিত আলো তাপে পরিণত হয়, যখন অন্যান্য ফোটনগুলি অর্ধপরিবাহী তৈরি করে এমন ভ্যালেন্স ইলেকট্রনের সাথে সংঘর্ষে ইলেকট্রন-হোল জোড়া তৈরি করে। এভাবে আলোক শক্তি বিদ্যুতে রূপান্তরিত হয়।

অতএব, সূর্যালোক বিকিরণিত হওয়ার পরে, সৌর কোষের দুটি প্রান্ত ডিসি ভোল্টেজ তৈরি করবে, যার ফলে সূর্যের আলোর শক্তি সরাসরি ডিসি কারেন্টে রূপান্তরিত হবে। যদি আমরা সোল্ডার করি ধাতুটি P এবং N স্তরের দিকে নিয়ে যায় এবং লোডকে সংযুক্ত করি, তাহলে বাহ্যিক সার্কিটের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হবে।

এইভাবে, আমরা যদি সমান্তরালভাবে ফটোসেলের সিরিজ সংযুক্ত করি, তাহলে আউটপুট পাওয়ারে একটি নির্দিষ্ট ভোল্টেজ এবং কারেন্ট তৈরি করা যেতে পারে।

(3) ফটোভোলটাইক আলো ব্যবস্থা

একটি ফটোভোলটাইক পাওয়ার জেনারেশন সিস্টেম হল একটি বিদ্যুৎ উৎপাদন ব্যবস্থা যা সৌর শক্তিকে বিদ্যুতে রূপান্তর করতে সৌর কোষ ব্যবহার করে। এটি ফটোভোলটাইক প্রভাব ব্যবহার করে।

প্রধান উপাদান হল সোলার সেল, ব্যাটারি, কন্ট্রোলার এবং ইনভার্টার। উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা, দীর্ঘ সেবা জীবন, কোন দূষণ, স্বাধীন বিদ্যুৎ উৎপাদন, ফটোডিওড গ্রিড-সংযুক্ত অপারেশন।

যেহেতু ফটোডিওড ফটোভোলটাইক মোড আলো এবং তাপমাত্রার মতো বাহ্যিক পরিবেশগত কারণগুলির দ্বারা ব্যাপকভাবে প্রভাবিত হয়, তাই অপারেটিং পয়েন্ট দ্রুত পরিবর্তন হয়। স্বাধীন বিদ্যুৎ উৎপাদন ব্যবস্থা এবং গ্রিড-সংযুক্ত বিদ্যুৎ উৎপাদন ব্যবস্থা রয়েছে।

① স্বাধীন ফটোভোলটাইক পাওয়ার জেনারেশন সিস্টেম

একটি স্বাধীন ফটোভোলটাইক পাওয়ার জেনারেশন সিস্টেম হল একটি পাওয়ার জেনারেশন পদ্ধতি যা গ্রিডের সাথে সংযুক্ত নয়। রাতের জন্য শক্তি সঞ্চয় করার জন্য ব্যাটারির প্রয়োজন। স্বাধীন সৌর ফটোভোলটাইক বিদ্যুৎ উৎপাদন প্রধানত প্রত্যন্ত গ্রাম এবং বাড়িতে ব্যবহৃত হয়

ভোল্ট-জেনারেটিং সিস্টেমের স্ট্রাকচার ডায়াগ্রাম

② গ্রিড-সংযুক্ত ফটোভোলটাইক পাওয়ার জেনারেশন সিস্টেম

গ্রিডে বিদ্যুৎ সরবরাহের জন্য গ্রিড-সংযুক্ত ফটোভোলটাইক পাওয়ার জেনারেশন সিস্টেম জাতীয় গ্রিডের সাথে সংযুক্ত। এটির ব্যাটারির প্রয়োজন নেই। আবাসিক ফটোভোলটাইক পাওয়ার জেনারেশন সিস্টেমগুলি বেশিরভাগ বাড়িতেই থাকে। এগুলি পাবলিক ইউটিলিটি, নাইট ল্যান্ডস্কেপ লাইটিং সিস্টেম এবং সৌর খামারগুলিতেও ব্যবহৃত হয়।

(4) ফটোডিওডের অন্যান্য প্রয়োগগুলি হল:

• একটি আলোক সেন্সর হিসাবে একটি ফটোডিওড ব্যবহার করা হয়। যেহেতু এটির কারেন্ট আলোর তীব্রতার সমানুপাতিক, তাই এটি আলোর তীব্রতা পরিমাপ করতেও ব্যবহৃত হয়।

• স্মোক ডিটেক্টরের ফটোডিওডগুলি ধোঁয়া এবং আগুন বোঝার জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।

• ফটোডিওড এবং এলইডি একত্রিত করে অপটিক্যাল আইসোলেটর এবং অপটিক্যাল কাপলার তৈরি করা হয়

• সোলার প্যানেলে সৌর কোষ হিসাবে ব্যবহৃত হয়

• একটি বারকোড স্ক্যানার, অক্ষর স্বীকৃতির জন্য ব্যবহৃত হয়

• বাধা সনাক্তকরণ সিস্টেমের জন্য,

• প্রিন্টারে একটি পৃষ্ঠা উপস্থিতি এবং পৃষ্ঠা কাউন্টার হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে

• নৈকট্য সনাক্তকরণের জন্য, একটি অক্সিমিটার

•এটি অপটিক্যাল এনকোডার এবং ডিকোডারের জন্যও ব্যবহৃত হয়

• অপটিক্যাল তথ্য ট্রান্সমিশন, অপটিক্যাল ফাইবার যোগাযোগের উপর ভিত্তি করে

• অবস্থান সেন্সর

যোগাযোগের তথ্য:

যদি আপনার কোন ধারনা থাকে, আমাদের সাথে কথা বলতে নির্দ্বিধায়. আমাদের গ্রাহকরা যেখানেই থাকুন না কেন এবং আমাদের প্রয়োজনীয়তাগুলি কী, আমরা আমাদের গ্রাহকদের উচ্চ গুণমান, কম দাম এবং সর্বোত্তম পরিষেবা প্রদানের জন্য আমাদের লক্ষ্য অনুসরণ করব।