Photodiode in Hindi (फोटोडायोड हिंदी में)

Photodiode in Hindi (फोटोडायोड  हिंदी में)

आज के post में बेसिक इलेक्ट्रॉनिक्स के एक बहुत महत्वपूर्ण element Photodiode ke बारे में हिंदी में जानेंगे। 

Photodiode क्या है? 

यह एक कम भार वाले सेंसर का एक रूप है जो प्रकाश ऊर्जा को विद्युत वोल्टेज या करंट में परिवर्तित करता है। Photodiode एक प्रकार का अर्ध चालक उपकरण जो PN जंक्शन से बना होता है। फोटो डायोड  में P (सकारात्मक) और N (नकारात्मक) परतों के बीच, एक आंतरिक परत (intrinsic layer) मौजूद होती है। विद्युत प्रवाह उत्पन्न करने के लिए फोटो डायोड प्रकाश ऊर्जा को इनपुट के रूप में स्वीकार करता है।
 
 
इसे फोटोडेटेक्टर (Photo detector), फोटो सेंसर (photo sensor) या लाइट डिटेक्टर (light detector) भी कहा जाता है। फोटो डायोड रिवर्स बायस स्थिति में संचालित होता है अर्थात् P-side को फोटो बैटरी के नकारात्मक टर्मिनल (या बिजली की आपूर्ति) और N-side को बैटरी के सकारात्मक टर्मिनल के साथ जुड़ा जाता है। 
 
फोटोडायोड को बनाने जो विशिष्ट सामग्री का उपयोग किया जाता है उनमें सिलिकॉन, जर्मेनियम, इंडियम गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड और इंडियम गैलियम आर्सेनाइड प्रमुख हैं। 
 
Photodiode in Hindi
 
 
आंतरिक रूप से, एक फोटोडियोड में ऑप्टिकल फिल्टर होते हैं, जो लेंस और एक सतह क्षेत्र में निर्मित होते हैं, जैसा ऊपर चित्र में दिखाया गया हैं । जब फोटोडायोड का सतह क्षेत्र बढ़ता है, तो इसका परिणाम स्वरूव प्रतिक्रिया समय (response time) अधिक  हो जाता है। कुछ फोटो डायोड लाइट एमिटिंग डायोड (एलईडी) की तरह दिखाई देते हैं। 
 
फोटो डायोड में दो टर्मिनल होते हैं जैसा कि नीचे चित्र में दिखाया गया है। छोटा टर्मिनल कैथोड के रूप में कार्य करता है और लंबा टर्मिनल एनोड के रूप में कार्य करता है।

फोटो डायोड का प्रतीक (symbol) एक एलईडी के प्रतीक के समान होता है, दोनों में सिर्फ तीर की दिशाओं का अंतर होता हैं । फोटो डायोड में तीर अंदर की ओर इंगित करता है, जबकि एलईडी में तीर बाहर की तरफ होते है। निम्नलिखित छवि एक फोटोडायोड के प्रतीक को दिखाती है।

Symbol of Photodiode
Photodiode in Hindi (फोटोडायोड  हिंदी में)
 

Working of Photodiode (फोटो डायोड की कार्यप्रणाली)

आमतौर पर, जब पीएन जंक्शन को रोशन करने के लिए प्रकाश डाला जाता है, तो सहसंयोजक बंधन (covalent bonds) आयनित (ionized) हो जाते हैं। यह होल और इलेक्ट्रॉन जोड़े (hole and electron pairs) बनाता है। इलेक्ट्रो-होल युग्मों (electron-hole pairs) के बनने के कारण फोटो करंट उत्पन्न होता हैं। इलेक्ट्रॉन छेद जोड़े तब बनते हैं जब 1.1eV से अधिक ऊर्जा के फोटोन्स (photons) डायोड से टकराते हैं। जब फोटॉन डायोड के रिक्तीकरण क्षेत्र (depletion region) में प्रवेश करता है, तो यह परमाणु से उच्च ऊर्जा से टकराता है। इसके परिणामस्वरूप परमाणु संरचना से इलेक्ट्रॉन निकलता है। इलेक्ट्रॉन रिलीज के बाद, मुक्त इलेक्ट्रॉनों और होल का उत्पादन किया जाता है।
 
 
 

सामान्य तौर पर, एक इलेक्ट्रॉन में ऋणात्मक आवेश और होल्स पर धनात्मक आवेश होता हैं। इस कारण से एक विद्युत क्षेत्र उत्पन होता हैं । उस विद्युत क्षेत्र के कारण, इलेक्ट्रॉन होल जोड़े जंक्शन से दूर चले जाते हैं। इसलिए, होल एनोड की ओर जाते हैं और उसमे मिल जाते हैं तथा इलेक्ट्रॉनों फोटो करंट के उत्पादन के लिए कैथोड की ओर चले जाते हैं। फोटॉन अवशोषण तीव्रता (photon absorption intensity) और फोटॉन ऊर्जा सीधे एक दूसरे के आनुपातिक (directly proportional) होती हैं। जब फोटोन्स में ऊर्जा कम होती हैं, तो उनका अवशोषण अधिक होता हैं। इस पूरी प्रक्रिया को इनर फोटोइलेक्ट्रिक इफेक्ट (Inner Photoelectric Effect) के नाम से जाना जाता है।

 
 फोटॉन उत्तेजना के दो तरीके होते है आंतरिक उत्तेजना और बाह्य उत्तेजना, जिनके माध्यम से फोटोन्स को उत्तेजित किया जाता है । आंतरिक उत्तेजना की प्रक्रिया तब होती है, जब वैलेंस बैंड में एक इलेक्ट्रॉन फोटॉन द्वारा चालन बैंड के लिए excited होता है।
 
Working of Photodiode (फोटो डायोड की कार्यप्रणाली)
 
 
 

 

Applications of Photodiode (फोटो डायोड के उपयोग)

 

  1. फोटोडायोड के अनुप्रयोग फोटोडेटेक्टर्स के समान होते हैं जैसे चार्ज-युग्मित डिवाइस, फोटोकॉन्डक्टर, और फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब। 
  2. ये डायोड उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों जैसे स्मोक डिटेक्टर, कॉम्पैक्ट डिस्क प्लेयर और टीवी और वीसीआर में रिमोट कंट्रोल में उपयोग किए जाते हैं। 
  3. अन्य उपभोक्ता उपकरणों में जैसे घड़ी रेडियो, कैमरा लाइट मीटर और स्ट्रीट लाइट, फोटोकॉन्डक्टर फोटोडायोड के बजाय अधिक बार उपयोग किए जाते हैं। 
  4. Photodiodes अक्सर विज्ञान और उद्योग में प्रकाश की तीव्रता के सटीक माप के लिए उपयोग किया जाता है। 
  5. Photodiodes को व्यापक रूप से कई चिकित्सा अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है जैसे कि नमूनों का विश्लेषण करने के लिए उपकरण, गणना टोमोग्राफी के लिए डिटेक्टर और रक्त गैस मॉनिटर में भी उपयोग किया जाता है। 
  6. ये डायोड सामान्य पीएन जंक्शन डायोड की तुलना में बहुत तेज और अधिक जटिल होते हैं और इसलिए अक्सर प्रकाश विनियमन और ऑप्टिकल संचार में उपयोग किए जाते हैं।
  7. फोटोोडियोड्स आग और धुएं के डिटेक्टर जैसे सुरक्षा इलेक्ट्रॉनिक्स में लगाए जाते हैं। 
  8. इसका उपयोग टीवी इकाइयों में भी किया जाता है। 
  9. जब इनका उपयोग कैमरों में किया जाता है, तो वे फोटो सेंसर के रूप में कार्य करते हैं। 
  10. इसका उपयोग scintillators चार्ज-युग्मित उपकरणों, फोटोकॉन्डक्टर्स, और फोटोमल्टीप्लायर ट्यूबों में किया जाता है। 
 

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