فوتودېتېكتورلارنىڭ شاۋقۇنىنى قانداق ئازايتىش كېرەك

فوتودېتېكتورلارنىڭ شاۋقۇنىنى قانداق ئازايتىش كېرەك

فوتوئېلېكترونلۇق ئاۋاز دېتېكتورلىرىنىڭ شاۋقۇنى ئاساسلىقى تۆۋەندىكىلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ: توك شاۋقۇنى، ئىسسىقلىق شاۋقۇنى، ئوق شاۋقۇنى، 1/f شاۋقۇنى ۋە كەڭ بەلباغلىق شاۋقۇن قاتارلىقلارنى. بۇ تۈرگە ئايرىش پەقەت بىر قەدەر تەخمىنىي. بۇ قېتىم، ھەممەيلەننىڭ فوتوئېلېكترونلۇق ئاۋاز دېتېكتورلىرىنىڭ چىقىش سىگناللىرىغا بولغان ھەر خىل شاۋقۇنلارنىڭ تەسىرىنى تېخىمۇ ياخشى چۈشىنىشىگە ياردەم بېرىش ئۈچۈن تېخىمۇ تەپسىلىي شاۋقۇن خاراكتېرى ۋە تۈرگە ئايرىشلارنى تونۇشتۇرىمىز. پەقەت شاۋقۇن مەنبەسىنى چۈشىنىش ئارقىلىقلا فوتوئېلېكترونلۇق ئاۋاز دېتېكتورلىرىنىڭ شاۋقۇنىنى تېخىمۇ ياخشى ئازايتىپ ۋە ياخشىلىيالايمىز، شۇ ئارقىلىق سىستېمىنىڭ سىگنال-شاۋقۇن نىسبىتىنى ئەلالاشتۇرالايمىز.

ئوق شاۋقۇنى زەرەت توشۇغۇچىلارنىڭ ئايرىم تەبىئىتىدىن كېلىپ چىققان تاسادىپىي تەۋرىنىش. بولۇپمۇ فوتوئېلېكتر ئېففېكتىدا، فوتونلار نۇرغا سەزگۈر تەركىبلەرگە سوقۇلۇپ ئېلېكترون ھاسىل قىلغاندا، بۇ ئېلېكترونلارنىڭ ھاسىل بولۇشى تاسادىپىي بولۇپ، پوئاسسون تەقسىملىنىشىغا ماس كېلىدۇ. ئوق شاۋقۇنىنىڭ سپېكتر خاراكتېرى تۈز بولۇپ، چاستوتا چوڭلۇقىدىن مۇستەقىل، شۇڭا ئۇ ئاق شاۋقۇن دەپمۇ ئاتىلىدۇ. ماتېماتىكىلىق چۈشەندۈرۈش: ئوق شاۋقۇنىنىڭ ئوتتۇرىچە كۋادرات قىممىتى (RMS) تۆۋەندىكىدەك ئىپادىلىنىدۇ:

ئۇلارنىڭ ئىچىدە:

e: ئېلېكترونلۇق زەرەت (تەخمىنەن 1.6 × 10-19 كۇلومب)

ئىدارك: قاراڭغۇ ئېقىم

Δf: ئۆتكۈزۈش كەڭلىكى

ئوق چىقىرىش شاۋقۇنى توكنىڭ چوڭ-كىچىكلىكىگە ماس كېلىدۇ ھەمدە بارلىق چاستوتىلاردا مۇقىم بولىدۇ. فورمۇلادا، قاراڭغۇ فوتودىئودنىڭ قاراڭغۇ ئېقىمىنى كۆرسىتىدۇ. يەنى، يورۇقلۇق بولمىغاندا، فوتودىئودتا كېرەكسىز قاراڭغۇ ئېقىم شاۋقۇنى بار. فوتودېتېكتورنىڭ ئەڭ ئالدى تەرىپىدىكى ئىچكى شاۋقۇن بولغاچقا، قاراڭغۇ ئېقىم قانچە چوڭ بولسا، فوتودېتېكتورنىڭ شاۋقۇنى شۇنچە چوڭ بولىدۇ. قاراڭغۇ ئېقىم فوتودىئودنىڭ يانتۇ ئىشلەش توك بېسىمىنىڭ تەسىرىگە ئۇچرايدۇ، يەنى يانتۇ ئىشلەش توك بېسىمى قانچە چوڭ بولسا، قاراڭغۇ ئېقىم شۇنچە چوڭ بولىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، يانتۇ ئىشلەش توك بېسىمى فوتودېتېكتورنىڭ تۇتاشتۇرۇش سىغىمىغىمۇ تەسىر كۆرسىتىدۇ، شۇنىڭ بىلەن فوتودېتېكتورنىڭ سۈرئىتى ۋە بەلۋاغ كەڭلىكىگە تەسىر كۆرسىتىدۇ. ئۇنىڭدىن باشقا، يانتۇ ئىشلەش توك بېسىمى قانچە چوڭ بولسا، سۈرئەت ۋە بەلۋاغ كەڭلىكى شۇنچە چوڭ بولىدۇ. شۇڭا، فوتودىئودنىڭ ئوق چىقىرىش شاۋقۇنى، قاراڭغۇ ئېقىم ۋە بەلۋاغ كەڭلىكىنىڭ ئىقتىدارى جەھەتتە، ئەمەلىي تۈر تەلىپىگە ئاساسەن مۇۋاپىق لايىھەلەش ئېلىپ بېرىلىشى كېرەك.

2. 1/f تىترەش شاۋقۇنى

1/f شاۋقۇنى، يەنى چاقماق شاۋقۇنى دەپمۇ ئاتىلىدۇ، ئاساسلىقى تۆۋەن چاستوتا دائىرىسىدە پەيدا بولىدۇ ۋە ماتېرىيال كەمتۈكلۈكى ياكى يۈزەكى پاكىزلىق قاتارلىق ئامىللار بىلەن مۇناسىۋەتلىك. ئۇنىڭ سپېكتر خاراكتېر دىئاگراممىسىدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، ئۇنىڭ قۇۋۋەت سپېكتر زىچلىقى يۇقىرى چاستوتا دائىرىسىدە تۆۋەن چاستوتا دائىرىسىگە قارىغاندا كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە كىچىك، ھەمدە چاستوتا ھەر 100 ھەسسە ئاشقاندا، سپېكتر زىچلىقى شاۋقۇنى سىزىقلىق ھالدا 10 ھەسسە ئازىيىدۇ. 1/f شاۋقۇنىنىڭ قۇۋۋەت سپېكتر زىچلىقى چاستوتا بىلەن تەتۈر تاناسىپ، يەنى:

ئۇلارنىڭ ئىچىدە:

SI(f): شاۋقۇن كۈچى سپېكتر زىچلىقى

I: ھازىرقى

f: چاستوتا

1/f شاۋقۇنى تۆۋەن چاستوتا دائىرىسىدە مۇھىم بولۇپ، چاستوتا ئاشقانچە ئاجىزلىشىدۇ. بۇ خۇسۇسىيەت ئۇنى تۆۋەن چاستوتا قوللىنىشلىرىدا ئاساسلىق توسالغۇ مەنبەسىگە ئايلاندۇرىدۇ. 1/f شاۋقۇنى ۋە كەڭ بەلباغ شاۋقۇنى ئاساسلىقى فوتوئېلېكترونلۇق دېتېكتورنىڭ ئىچىدىكى مەشغۇلات كۈچەيتكۈچنىڭ توك بېسىمى شاۋقۇنىدىن كېلىدۇ. فوتوئېلېكترونلۇق دېتېكتورنىڭ شاۋقۇنىغا تەسىر كۆرسىتىدىغان باشقا نۇرغۇن شاۋقۇن مەنبەلىرى بار، مەسىلەن مەشغۇلات كۈچەيتكۈچنىڭ توك بىلەن تەمىنلەش شاۋقۇنى، توك شاۋقۇنى ۋە مەشغۇلات كۈچەيتكۈچ توك يولىنىڭ كۈچەيتىشىدىكى قارشىلىق تورىنىڭ ئىسسىقلىق شاۋقۇنى.

3. مەشغۇلات كۈچەيتكۈچنىڭ توك بېسىمى ۋە توك شاۋقۇنى: توك بېسىمى ۋە توك سپېكتر زىچلىقى تۆۋەندىكى رەسىمدە كۆرسىتىلدى:

مەشغۇلات كۈچەيتكۈچ توك يولىدا، توك شاۋقۇنى باسقۇچ ئىچىدىكى توك شاۋقۇنى ۋە تەتۈر توك شاۋقۇنى دەپ ئايرىلىدۇ. باسقۇچ ئىچىدىكى توك شاۋقۇنى i+ مەنبە ئىچكى قارشىلىق Rs ئارقىلىق ئۆتۈپ، تەڭ قىممەتلىك توك شاۋقۇنى u1= i+*Rs ھاسىل قىلىدۇ. I- تەتۈر توك شاۋقۇنى تەڭ قىممەتلىك توك شاۋقۇنى u2= I-* R ھاسىل قىلىش ئۈچۈن كۈچەيتكۈچ تەڭ قىممەتلىك قارشىلىق R ئارقىلىق ئېقىپ ئۆتىدۇ. شۇڭا توك مەنبەسىنىڭ RS چوڭ بولغاندا، توك شاۋقۇنىدىن ئۆزگەرتىلگەن توك شاۋقۇنىمۇ ناھايىتى چوڭ بولىدۇ. شۇڭا، شاۋقۇننى ياخشىلاش ئۈچۈن، توك مەنبەسى شاۋقۇنى (ئىچكى قارشىلىقنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ)مۇ ئەلالاشتۇرۇشنىڭ مۇھىم يۆنىلىشى. توك شاۋقۇنىنىڭ سپېكتر زىچلىقى چاستوتا ئۆزگىرىشى بىلەن ئۆزگەرمەيدۇ. شۇڭا، توك يولى تەرىپىدىن كۈچەيتىلگەندىن كېيىن، ئۇ، فوتودىئودنىڭ قاراڭغۇ توكىغا ئوخشاش، فوتودېتېكتورنىڭ ئوق شاۋقۇنىنى ئومۇميۈزلۈك شەكىللەندۈرىدۇ.

4. مەشغۇلات كۈچەيتكۈچ توك يولىنىڭ كۈچەيتكۈچ (كۈچەيتىش كوئېففىتسېنتى) ئۈچۈن قارشىلىق تورىنىڭ ئىسسىقلىق شاۋقۇنىنى تۆۋەندىكى فورمۇلا ئارقىلىق ھېسابلىغىلى بولىدۇ:

ئۇلارنىڭ ئىچىدە:

k: بولتزمان تۇراقلىقى (1.38 × 10-23J/K)

T: ئابسولوت تېمپېراتۇرا (K)

R: قارشىلىق (ئوم) ئىسسىقلىق شاۋقۇنى تېمپېراتۇرا ۋە قارشىلىق قىممىتى بىلەن مۇناسىۋەتلىك بولۇپ، ئۇنىڭ سپېكتىرى تەكشى. فورمۇلادىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، قارشىلىق قىممىتى قانچە چوڭ بولسا، ئىسسىقلىق شاۋقۇنى شۇنچە چوڭ بولىدۇ. بەلۋاغ كەڭلىكى قانچە چوڭ بولسا، ئىسسىقلىق شاۋقۇنىمۇ شۇنچە چوڭ بولىدۇ. شۇڭا، قارشىلىق قىممىتى ۋە بەلۋاغ كەڭلىكى قىممىتىنىڭ ھەم كۈچەيتىش تەلىپىگە، ھەم بەلۋاغ كەڭلىكى تەلىپىگە ماس كېلىشىگە، ئاخىرىدا تۆۋەن شاۋقۇن ياكى يۇقىرى سىگنال-شاۋقۇن نىسبىتىگە ئېرىشىشىگە كاپالەتلىك قىلىش ئۈچۈن، سىستېمىنىڭ ئەڭ ياخشى سىگنال-شاۋقۇن نىسبىتىگە ئېرىشىش ئۈچۈن، كۈچەيتىش قارشىلىقلىرىنى تاللاشنى ئەمەلىي تۈر تەلىپىگە ئاساسەن ئەستايىدىل ئويلىشىش ۋە باھالاش كېرەك.

خۇلاسە

شاۋقۇننى ياخشىلاش تېخنىكىسى فوتوئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەر ۋە ئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەرنىڭ ئىقتىدارىنى ئاشۇرۇشتا مۇھىم رول ئوينايدۇ. يۇقىرى ئېنىقلىق تۆۋەن شاۋقۇننى كۆرسىتىدۇ. تېخنىكا يۇقىرى ئېنىقلىقنى تەلەپ قىلغانلىقتىن، فوتوئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەرنىڭ شاۋقۇن، سىگنال-شاۋقۇن نىسبىتى ۋە تەڭ شاۋقۇن كۈچىگە بولغان تەلىپىمۇ بارغانسېرى يۇقىرىلىشىۋاتىدۇ.