ফটোডিওডের কাজের নীতি

আলোক সংকেতকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরকারী একটি মূল যন্ত্র হিসেবে ফটোডিওডস, আধুনিক ইলেকট্রনিক প্রযুক্তিতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। যোগাযোগ, ইমেজিং থেকে সেন্সর প্রযুক্তি পর্যন্ত, ফটোডিওডের প্রয়োগ সর্বব্যাপী, আধুনিক প্রযুক্তিতে বৈপ্লবিক অগ্রগতি এনেছে।
ফটোডিওডের কাজের নীতিটি মূলত ফটোইলেক্ট্রিক প্রভাব এবং পিএন জংশন নীতির উপর ভিত্তি করে। আলোক বৈদ্যুতিক প্রভাব সেই ঘটনাকে বোঝায় যেখানে আলো কিছু পদার্থের উপর বিকিরণ করে, এই পদার্থের ভিতরের ইলেকট্রনগুলি ফোটনের শক্তি শোষণ করে, ফলে রূপান্তর ঘটে এবং ইলেক্ট্রন হোল জোড়া তৈরি হয়। ফটোডিওডে, এই ফটোইলেক্ট্রিক প্রভাবটি পিএন জংশন অঞ্চলে ঘটে।
PN জংশন হল একটি ফটোডিওডের মূল গঠন, যাতে একটি P-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর এবং একটি N-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর থাকে। PN জংশনে, P-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর থেকে N-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর এবং N-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর থেকে P-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরে ইলেকট্রনগুলির বিচ্ছুরণের কারণে, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে একটি বিল্ট- তৈরি হয়। এটির দিকটি এন থেকে পি পর্যন্ত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের বিন্দুতে-বিনির্মিত, গর্ত এবং ইলেকট্রনের আরও বিস্তার রোধ করে, এইভাবে PN জংশন ইন্টারফেসে একটি খুব পাতলা অবক্ষয় স্তর তৈরি করে।
যখন আলো একটি ফটোডিওডের PN জংশনে বিকিরণ করা হয়, তখন ফোটনগুলি পরমাণু বা অণু দ্বারা ক্ষয় স্তরে শোষিত হয়, যার ফলে ইলেকট্রন ভ্যালেন্স ব্যান্ড থেকে পরিবাহী ব্যান্ডে স্থানান্তরিত হয়, ইলেকট্রন হোল জোড়া তৈরি করে। বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের অন্তর্নির্মিত-ক্রিয়ার অধীনে, ইলেক্ট্রনগুলি N অঞ্চলের দিকে চলে যায় এবং গর্তগুলি P অঞ্চলের দিকে চলে যায়, যার ফলে PN জংশনের উভয় পাশে একটি ফটো-প্ররোচিত ইলেক্ট্রোমোটিভ বল তৈরি হয়। এই ফটো প্ররোচিত ইলেক্ট্রোমোটিভ শক্তির মাত্রা ঘটনা আলোর তীব্রতার সাথে সরাসরি সমানুপাতিক।
একটি ফটোডিওডের অপারেশন চলাকালীন, সাধারণত এটিতে একটি বিপরীত পক্ষপাত ভোল্টেজ প্রয়োগ করা প্রয়োজন। এর কারণ হল বিপরীত পক্ষপাত ভোল্টেজ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে নির্মিত-এর প্রভাবকে আরও বাড়িয়ে তুলতে পারে, ফটো জেনারেট করা ইলেক্ট্রোমোটিভ বলকে আরও স্পষ্ট করে তোলে৷ একই সময়ে, বিপরীত পক্ষপাত ভোল্টেজ অন্ধকার কারেন্টকেও দমন করতে পারে (অর্থাৎ আলো না থাকলে দুর্বল কারেন্ট তৈরি হয়), ফটোডিওডের সংবেদনশীলতা এবং সংকেত-থেকে-শব্দ অনুপাতকে উন্নত করে।