فتو دیود چیست؟!

اگر به دنبال پاسخ مناسب برای سؤال فتو دیود چیست می‌گردید با ما تا آخر این مقاله همراه باشید تا به شرح پاسخ این سؤال بپردازیم. فتو دیود photodiode همانند سایر دیودها دارای دو عدد پایه است که عملکرد آن به صورتی است که نور را از محیط اطراف جذب می‌کند و آن را به جریان الکتریکی تبدیل می‌کند.

فتو دیود با نام آشکارساز نوری یا Light detector و سنسور نوری photo sensor نیز شناخته می‌شود. این دیودها به طور کلی جهت کار در بایاس معکوس ساخته می‌شوند. یعنی قسمتی که به اتصال P شناخته می‌شود به ترمینال منفی متصل است و قسمتی که به اتصال N دیود شناخته می‌شود به پایه مثبت باتری وصل می‌شوند. در ادامه مطلب قصد داریم به سؤال فتو دیود چیست پاسخ و همچنین نحوه عملکرد آن را توضیح دهیم.

یک مطلب جالب: آشنایی با نام قطعات الکترونیکی با عکس

معرفی فتودیود

فتو دیود به طور کلی یکی از ادوات آشکارساز نور است که جهت تبدیل نور به ولتاژ یا جریان الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. فتو دیودها متشکل از فیلترهای نوری Optical Filter، لنزهای داخلی و نواحی سطحی هستند. در این نوع از دیودها هنگامی که سطح بیرونی افزایش یابد، زمان پاسخ‌دهی آن نیز کندتر خواهد شد.

فتو دیودها همانند دیودهای نیمه رسانای معمولی عمل می‌کنند اما تفاوت آن‌ها در این است که حتماً باید قسمتی از آن در معرض دید قرار بگیرد تا نور به قسمت مشخصی از آن وارد شود. برخی از دیودها که به عنوان فتو دیود ساخته می‌شوند، از پیوند معمول PN استفاده نمی‌کنند و به جای آن از پیوند PIN استفاده می‌کنند. فتو دیودها دارای دو عدد ترمینال هستند که پایه کوتاه‌تر ترمینال کاتد و پایه بلندتر ترمینال آند را تعیین می‌کند.

برای مطالعه:

خازن الکترولیتی چیست؟!

انواع فتودیود

انواع مختلفی از فتودیودها وجود دارد اما به صورت کلی همه آن‌ها عملکرد یکسانی دارند و فقط برخی از آن‌ها توسط عوامل دیگری بهتر عمل می‌کنند. با وجود اینکه ممکن است عملکرد برخی از فتودیودها متفاوت به نظر برسد اما در واقع عملکرد اصلی آن‌ها ثابت باقی مانده است. فتودیودها بر طبق ساختار و کارکردی که دارند به انواع زیر دسته‌بندی شده‌اند:

• فتودیود شاتکی Schottky
• فتودیود PN
• فتودیود PIN
• فتودیود بهمنی Avalanche

این فتودیودها در مواقعی که تشخیص رنگ، نور، موقعیت و شدت مورد نیاز هستند، کاربردهای بسیار زیاد و متنوعی دارند. از مهم‌ترین کاربرد آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• دارای نویز بسیار پایینی هستند.
• پاسخ با طیف بسیار گسترده دارند.
• ساختاری فشرده و وزن سبکی دارند.
• دارای منحنی مشخص خطی خوبی به نور دریافتی هستند.
• طول عمر زیادی دارند.

بیشتر بخوانید: شناخت قطعات الکترونیکی روی برد

مواد به کار رفته در فتو دیود چیست؟ در پاسخ به این سوال می‌توان گفت موادی که در ساخت فتودیودها و همچنین گستره طول موج الکترومغناطیسی آن‌ها به کار رفته است به صورت زیر است:

• فتودیودهای سیلیکونی: گستره طول موج طیف الکترومغناطیسی بین ۱۹۰ تا ۱۱۰۰ متر
• فتودیودهای ژرمانیومی: گستره طول موج طیف الکترومغناطیسی بین ۴۰۰ تا ۱۷۰۰ نانو متر
• فتودیودهای جنس گالیم آرسنید ایندیم: گستره طول موج طیف طول موج بین ۸۰۰ تا ۲۶۰۰ نانو متر
• فتودیودهای جنس جیوه و کادمیوم: گستره طول موج طیف الکترومغناطیسی بین ۴۰۰ تا ۱۴۰۰۰ نانو متر

نکته قابل توجه این است که به علت شکاف باند بهتر فتودیودهای سیلیکونی به نستا فتودیودهای ژرمانیومی نویز کمتری را تولید می‌کنند.

کاربرد و نحوه عملکرد فتو دیود

پیش‌تر در این مقاله به سؤال فتو دیود چیست پاسخ دادیم و همچنین با انواع آن آشنا شدیم. حال نوبت آن است که در مورد نحوه عملکرد این دیودها بیشتر بدانیم.

همان‌طور که پیش‌تر به آن اشاره کردیم فتودیودها به نور بسیار حساس هستند به گونه‌ای که به محض برخورد نور با آن‌ها به سرعت آن را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. سلول‌ها یا پنل‌های خورشیدی نیز نوعی از همین فتودیودها به شمار می‌روند اما در مساحت بسیار بزرگ‌تر ساخته می‌شوند.

در پاسخ به سؤال فتودیود چگونه کار می‌کند می‌توان گفت که هنگامی که یک فوتون به همراه انرژی کافی به سطح فتو دیود برخورد کند باعث می‌شود تا یک زوج حفره الکترونی Electron Hole تولید شود که نام این مکانیزم اثر فتوالکتریک داخلی است. اگر جذب از پیوند ناحیه تخلیه یعنی Depletion Region Junction آغاز شود، حامل‌ها به همراه میدان الکتریکی داخلی ناحیه تخلیه حذف می‌شوند.

به همین علت حفره‌ها در آن ناحیه به سوی آند حرکت می‌کنند و هم‌زمان با آن الکترون‌ها به سوی کاند می‌روند و این‌گونه منجر به تولید ولتاژ یا جریان نوری Pho5o Current می‌شوند.

جریان کلی موجود در فتودیودها با مجموع جریان نوری و همچنین جریان تاریکی یا Dark Current برابر است. مسلماً جهت افزایش حساسیت فتودیودها می‌بایست جریان تاریکی را کاهش دهیم.

بیشتر بخوانید:

منبع تغذیه سوئیچینگ چیست؟

کاربرد فتودیود چیست؟

در پاسخ به سؤال کاربرد فتو دیود چیست می‌توان گفت که فتو دیودهای PN کاربردهای مشابه با سایر فتودیودهای دیگر دارند. این کاربرد شامل رساناهای نوری، تکثیر کن‌های فوتونی Photomultiplier و ادوات تزویج شده شارژ هستند. این ادوات می‌توانند جهت تولید خروجی وابسته به نور و روشنایی یا تغییرات در شرایط مدار مورد استفاده قرار بگیرند.

فتودیودها در لوازم خانگی نظیر پخش کننده CD، لوازم پزشکی و حتی تشخیص دود نیز کاربرد دارند. از دیگر کاربردهای مهم این نوع از دیودها، گیرنده مادون قرمز موجود در کنترل‌های از راه دور لوازمی نظیر تلویزیون، کولر، پنکه و… است. همچنین هرکدام از انواع سنسورهای نوری ممکن است جهت اندازه‌گیری نور در دوربین‌ها یا پاسخ به تغییرات نور به کار روند.

به طور معمول فتودیودها با عنصرهای دیگری که از خود نور ساطع می‌کنند ترکیب می‌شود و از این جهت برای تشخیص مانع مکانیکی یا تزویج دو مدار دیجیتال یا آنالوگ به کار می‌رود. از دیگر کاربردهای فتودیود ترکیب آن با LED است که در بسیاری از سیستم‌های دارای سنسور جهت ایجاد مشخصه‌های گوناگون بر اساس جذب نور است.

همچنین فتودیودها به طور معمول در صنعت و علوم نیز جهت اندازه‌گیری شدت نور به کار می‌روند‌؛ چرا که پاسخ خطی‌تری به نسبت فتوکانداکتیوها دارند. این نوع از دیودها در لوازم و ابزارهای پزشکی نظیر سی تی اسکن و ابزارهای آنالیز نمونه و همچنین ضربان قلب سنج‌ها نیز یافت می‌شوند.

برای اطلاعات بیشتر: سلف چیست

ساختار فتودیو

در این بخش از مقاله به سؤال ساختار فتو دیود چیست پاسخ می‌دهیم. دیودهای معمولی خواص فتودیودها را از خود نشان می‌دهند؛ اما لازم است تا از ساختار صحیح و مواد مناسبی استفاده شود تا از عملکرد بهینه و صحیح فتودیودها اطمینان حاصل شود. به صورت کلی در ساختار فتودیودها الگوهای مختلفی استفاده می‌شود که به نوع فتودیود بستگی دارد. اما به طور کلی ساختار کلیه فتودیودها در جهت جمع‌آوری نور و تبدیل آن به جریان الکتریکی پیش می‌رود.

مدهای کار فتودیود

در ادامه مبحث فتو دیود چیست قصد داریم در این بخش با انواع مدهای کاری آن آشنا شویم. به طور کلی فتودیودها مدهای کاری گوناگونی دارند که به سه دسته زیر تقسیم می‌شوند:

فتوولتائیک Photovoltaic

نام دیگر این مد بایاس صفر است. نام این مد به این علت فتوولتائیک اینکه در اصل از اثر فتوولتائیک که پایه و بیس سلول‌های خورشیدی به شمار می‌رود استفاده می‌کند.

هادی نور Photo Conductive

در این دیود در بایاس معکوس است و منجر به کوتاه شدن زمان پاسخ‌دهی می‌شود. بایاس معکوس سبب کاهش جریان تاریکی می‌شود بی‌آنکه در جریان نوری تغییرات خاصی را ایجاد کند.

مد دیود بهمنی Alvanche Diode Mode

این نوع فتودیود به علت کار بایاس معکوس و قریب به ولتاژ شکست معکوس است از ساختار بهینه‌ای برخوردار است.

این ویژگی سبب شده است تا حامل‌های نور با شکست بهمنی چندبرابر شوند و این امر باعث بالا رفتن پاسخ‌دهی و بهره داخلی در فتودیود شود.

درباره بهترین شرکت های الکترونیکی ایران بیشتر بدانید.

سخن آخر

در این مقاله سعی کردیم به سؤال فتو دیود چیست و کاربرد فتودیود چیست پاسخ دهیم. همچنین با انواع فتودیود و نحوه عملکرد آن آشنا شدیم و دانستیم که ساختار فتو دیود و کارکرد آن‌ها مشابه است و همه آن‌ها جهت تبدیل جریان نور به جریان الکتریکی ساخته می‌شوند.

برای استعلام قیمت و خرید قطعات الکترونیکی روی لینک کلیک کنید.

همچنین انواع مختلف ic های کمیاب نیز تامین و در اختیار مشتریان عزیز قرار داده می شود. برای استعلام قیمت و خرید ic کلیک کنید.

اگر قطعاتی مدنظرتان است که در سایت پیدا نکردید برای سفارش قطعات الکترونیکی از خارج از کشور نیز می توانید اقدام نمایید. مجموعه رسام الکترونیک  واردات قطعات الکترونیک را نیز انجام می دهد.

همچنین انواع ترانزیستور نیز در مجموعه رسام ارائه می شود. برای استعلام قیمت و خرید ترانزیستور کلیک کنید.

پتانسیومتر تریمر و مولتی ترن نیز یکی دیگر از قطعات مهمی است که پیدا کردن آن ها در ایران کار سختی است. اما سایت رسام این قطعات را نیز از چین وارد می کند. برای استعلام قیمت و خرید پتانسیومتر تریمر و مولتی ترن کلیک کنید.

همچنین می توانید برای گرفتن قیمت و خرید دیود نیز به صفحه مورد نظر مراجعه کنید.
خازن اس ام دی نیز از دیگر قطعات کمیاب در ایران می باشد که می توانید برای مشاهده قیمت و خرید خازن اس ام دی به صفحه مورد نظر مراجعه کنید.

بخوانید.!