پن ڈائیوڈس کے اصول اور اطلاقات کیا ہیں؟ (حصہ 1 )

ایک PIN فوٹوڈیوڈایک سیمی کنڈکٹر ڈیوائس ہے جس میں PIN جنکشن ہوتا ہے جو آپٹیکل سگنل کو برقی سگنل میں تبدیل کرتا ہے جو روشنی کی تبدیلی کے ساتھ تبدیل ہوتا ہے۔ اس کا مقصد جنرل PD کی کمی ہے، ساخت کو بہتر بنایا گیا ہے، اور حساسیت عام PN جنکشن فوٹوڈیوڈ سے زیادہ ہے، اور اس میں واحد سمت کی ترسیل کی خصوصیات ہیں۔

1. پن ڈائیوڈ کا اصول اور ساخت

عام ڈایڈڈ براہ راست PN جنکشن بنانے کے لیے N-type impurity ڈوپڈ سیمی کنڈکٹر مواد اور P-type impurity ڈوپڈ سیمی کنڈکٹر مواد پر مشتمل ہوتا ہے۔ PIN ڈایڈڈ کم ڈوپنگ اندرونی سیمی کنڈکٹر کی ایک پتلی پرت کو پی قسم کے سیمی کنڈکٹر مواد اور این قسم کے سیمی کنڈکٹر مواد کے درمیان شامل کرنا ہے۔

PIN ڈائیوڈ کی ساخت کا خاکہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے کیونکہ اندرونی سیمی کنڈکٹر میڈیم سے ملتا جلتا ہے، یہ PN جنکشن کیپسیٹر کے دو الیکٹروڈ کے درمیان فاصلہ بڑھانے کے مترادف ہے، تاکہ جنکشن کیپسیٹر چھوٹا ہو جائے۔ دوم، P-type سیمک کنڈکٹر اور N-type سیمک کنڈکٹر میں depletion layer کی چوڑائی ریورس وولٹیج کے اضافے کے ساتھ چوڑی ہو جاتی ہے، اور جنکشن capacitance بھی ریورس تعصب کے اضافے کے ساتھ چھوٹا ہوتا ہے۔ پرت I کے وجود کی وجہ سے، اور P خطہ عام طور پر بہت پتلا ہوتا ہے، واقعہ کا فوٹون صرف پرت I میں جذب کیا جا سکتا ہے، اور الٹا تعصب بنیادی طور پر خطہ I میں مرتکز ہوتا ہے، جس سے ایک اعلی برقی میدان کا خطہ بنتا ہے، اور فوٹو جنریٹڈ کیریئر۔ خطے میں I مضبوط الیکٹرک فیلڈ کے عمل کے تحت تیز ہوتا ہے، لہذا کیریئر ٹرانزٹ ٹائم مستقل کم ہوتا ہے، اس طرح فوٹوڈیوڈ کی فریکوئنسی ردعمل کو بہتر بناتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، پرت I کا تعارف کمی کے علاقے کو بڑھاتا ہے اور فوٹو الیکٹرک تبدیلی کے مؤثر کام کرنے والے علاقے کو وسیع کرتا ہے، اس طرح حساسیت میں بہتری آتی ہے۔

پن ڈائیوڈ کے دو بنیادی ڈھانچے ہیں، یعنی ہوائی جہاز کی ساخت اور میسا کی ساخت، جیسا کہ شکل 2 میں دکھایا گیا ہے۔ Si-pin133 جنکشن ڈایڈس کے لیے، پرت I کی کیریئر کا ارتکاز بہت کم ہے (تقریباً 10 سینٹی میٹر آرڈر طول و عرض)، مزاحمت بہت زیادہ ہے (تعدد کے تقریباً k-cm آرڈر)، اور موٹائی W عام طور پر موٹی ہوتی ہے (10 اور 200m کے درمیان)؛ I پرت کے دونوں طرف P-type اور N-type سیمک کنڈکٹرز کی ڈوپنگ کا ارتکاز عام طور پر بہت زیادہ ہوتا ہے۔

پلانر اور میسا دونوں ڈھانچے کی I تہوں کو ایپیٹیکسی ٹیکنالوجی کے ذریعے من گھڑت بنایا جا سکتا ہے، اور انتہائی ڈوپڈ پی پلس تہوں کو تھرمل ڈفیوژن یا آئن امپلانٹیشن ٹیکنالوجی کے ذریعے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ پلانر ڈائیوڈس کو روایتی پلانر عمل کے ذریعے آسانی سے بنایا جا سکتا ہے۔ میسا سٹرکچر ڈائیوڈ کو بھی من گھڑت بنانے کی ضرورت ہے (ایچنگ یا گروونگ کے ذریعے)۔ میسا ساخت کے فوائد ہیں:

① ہوائی جہاز کے جنکشن کا موڑنے والا حصہ ہٹا دیا جاتا ہے، اور سطح کی خرابی کا وولٹیج بہتر ہوتا ہے۔

② کنارے کی گنجائش اور انڈکٹنس کو کم کیا گیا ہے، جو آپریٹنگ فریکوئنسی کو بہتر بنانے کے لیے موزوں ہے۔

2. PIN ڈایڈڈ مختلف تعصب کے تحت کام کرنے والی حالت

①مثبت نیچے کی طرف بڑھنا

جب PIN ڈایڈڈ کو فارورڈ وولٹیج کے ساتھ لاگو کیا جاتا ہے، P ریجن اور N ریجن میں بہت سے moles کو I ریجن میں داخل کیا جائے گا اور I ریجن میں دوبارہ ملایا جائے گا۔ جب انجیکشن کیریئر اور کمپاؤنڈ کیریئر برابر ہوں تو کرنٹ I توازن تک پہنچ جاتا ہے۔ بڑی تعداد میں کیریئرز کے جمع ہونے کی وجہ سے اندرونی تہہ کی مزاحمت کم ہوتی ہے، اس لیے جب PIN ڈایڈڈ فارورڈ بائیسڈ ہوتا ہے، تو اس میں مزاحمت کی خصوصیت کم ہوتی ہے۔ فارورڈ تعصب جتنا زیادہ ہوگا، I پرت میں کرنٹ داخل کیا جائے گا، اور I پرت میں جتنے زیادہ کیریئرز ہوں گے، اس کی مزاحمت کم ہو جائے گی۔ شکل 3 مثبت تعصب کے تحت مساوی سرکٹ ڈایاگرام ہے، اور یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ یہ 0.1Ω اور 10Ω کے درمیان مزاحمتی قدر کے ساتھ ایک چھوٹی مزاحمت کے برابر ہے۔

② صفر انحراف

جب PIN ڈایڈڈ کے دونوں سروں پر کوئی وولٹیج لاگو نہیں ہوتا ہے، کیونکہ اصل I پرت میں P- قسم کی نجاست کی تھوڑی مقدار ہوتی ہے، IN انٹرفیس میں، I خطے میں سوراخ N خطے میں پھیل جاتے ہیں، اور الیکٹران N خطہ I خطے میں پھیلتا ہے، اور پھر اسپیس چارج ریجن بناتا ہے۔ چونکہ زون I میں ناپاکی کا ارتکاز زون N کے مقابلے میں بہت کم ہے، زیادہ تر ڈیپلیشن زون تقریباً زون I میں ہے۔ PI انٹرفیس پر، ارتکاز کے فرق کی وجہ سے (P خطہ میں سوراخ کا ارتکاز اس سے کہیں زیادہ ہے۔ کہ I خطے میں) پھیلاؤ کی حرکت بھی واقع ہوگی، لیکن اس کا اثر IN انٹرفیس کے مقابلے میں بہت چھوٹا ہے اور اسے نظر انداز کیا جا سکتا ہے۔ لہذا، صفر تعصب پر، I خطے میں کمی کے علاقے کے وجود کی وجہ سے PIN ڈایڈڈ ایک اعلی مزاحمتی حالت پیش کرتا ہے۔

③ نیچے کی طرف تعصب کو ریورس کریں۔

ریورس تعصب صفر تعصب سے بہت ملتا جلتا ہے، سوائے اس کے کہ بلٹ ان الیکٹرک فیلڈ کو مضبوط کیا جاتا ہے، اور اس کا اثر IN جنکشن کے اسپیس چارج ریجن کو وسیع کرنا ہے، خاص طور پر I خطے کی طرف۔ اس وقت، PIN ڈایڈڈ ریزسٹنس پلس کیپیسیٹینس کے برابر ہو سکتا ہے، مزاحمت باقی اندرونی ریجن ریزسٹنس ہے، اور Capacitance کمی والے خطے کی رکاوٹ کیپیسیٹینس ہے۔ شکل 4 ریورس تعصب کے تحت PIN ڈایڈڈ کا مساوی سرکٹ ڈایاگرام ہے، اور یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ مزاحمت کی حد 1Ω اور 100Ω کے درمیان ہے، اور گنجائش کی حد 0.1pF اور 10 PF کے درمیان ہے۔ جب معکوس تعصب بہت بڑا ہو، تاکہ ڈیپلیشن زون پورے I زون کو بھر دے، I زون میں داخل ہو جائے گا، اور PIN ٹیوب عام طور پر کام نہیں کرے گی۔

رابطے کی معلومات:

اگر آپ کے پاس کوئی آئیڈیا ہے تو بلا جھجھک ہم سے بات کریں۔ اس سے کوئی فرق نہیں پڑتا ہے کہ ہمارے گاہک کہاں ہیں اور ہماری ضروریات کیا ہیں، ہم اپنے صارفین کو اعلیٰ معیار، کم قیمتوں اور بہترین سروس فراہم کرنے کے اپنے مقصد کی پیروی کریں گے۔