Unsa ang Photodiode?

Unsa ang Photodiode?

Pahayag sa Photodiode

Ang photodiode mao ang isang PN junction diode nga nag-generate og current kung mahitabo sa light. Kini nga junction gihimo pinaagi sa pag-combine sa P-type ug N-type semiconductor materials. Ang P-type material adunay extra positive charge carriers (holes), samtang ang N-type material adunay extra negative charge carriers (electrons). Kung mag-meet ang mga materyales, ang electrons gikan sa N-type region mogot sa P-type region, recombining sa holes ug naghimo og depletion region. Kini nga region nagsilbi isip barrier sa mas daghan pa nga charge carrier diffusion.

Ang photodiode adunay duha ka terminals, ang anode ug cathode, nga gikonekta sa P-type ug N-type regions, bisan sa usa. Ang anode kasagaran na-markahan ngadto sa tab o dot sa device package. Ang simbolo sa photodiode makita sa ubos, ngadto sa duha ka arrows nga nag-point ngadto sa junction aron mapahimulos nga sensitive kini sa light.

Prinsipyong Nagtrabaho

Kung gi-connect ang photodiode sa reverse bias sa external circuit, usa ka gamay nga reverse current mogot gikan sa anode ngadto sa cathode. Kini nga current, gitawag og dark current, resulta gikan sa thermal generation sa minority charge carriers sa semiconductor. Ang dark current wala depende sa gi-apply nga reverse voltage apan nag-iba sa temperatura ug doping level.

Kung ang light sa sapat nga energy mobati sa photodiode, naghimo kini og electron-hole pairs sa semiconductor material. Kini nga proseso gitawag usab isip inner photoelectric effect. Kon ang absorption sa light nahitabo sa o duol sa depletion region, ang mga charge carriers mosweep sa electric field sa junction, naghimo og photocurrent nga nadugangan sa dark current. Busa, ang holes mogot ngadto sa anode, ug ang electrons mogot ngadto sa cathode, ug ang reverse current madaghan kon madaghan ang light intensity.

Ang photocurrent proporsyonal sa light intensity para sa specific wavelength ug temperatura. Kon ang light intensity labi ka dako, ang photocurrent mohit sa maximum value nga gitawag isip saturation current, diin wala na siya mag-dugay kon maayo pa. Kini nga saturation current depende sa geometry ug material properties sa device.

Ang photodiode makapuyo sa duha ka modes: photovoltaic mode ug photoconductive mode.

Photovoltaic Mode

Sa photovoltaic mode, walay external reverse voltage gi-apply sa photodiode, gigihatagan kini og action sama sa solar cell nga nag-generate og power gikan sa light. Ang photocurrent mogot sa short circuit o load impedance nga gikonekta sa terminals. Kon ang circuit open o adunay taas nga impedance, ang voltage moadto sa device, forward-biasing kini. Kini nga voltage, gitawag isip open-circuit voltage, depende sa light intensity ug wavelength.

Ang photovoltaic mode nagamit ang photovoltaic effect, nga gigamit sa pag-produce og solar energy gikan sa sunlight. Apan, kini nga mode adunay pipila ka disadvantages, sama sa low response speed, high series resistance, ug low sensitivity.

Photoconductive Mode

Sa photoconductive mode, usa ka external reverse voltage gi-apply sa photodiode, ug nagsilbi kini isip variable resistor nga molihok sa iyang resistance sukad sa light intensity. Ang photocurrent mogot sa external circuit nga maghatag og bias voltage ug imo sukod ang output current o voltage.

Ang photoconductive mode adunay pipila ka advantages sa photovoltaic mode, sama sa high response speed, low series resistance, high sensitivity, ug wide dynamic range. Apan, kini nga mode adunay usab pipila ka drawbacks, sama sa higher noise levels, higher power consumption, ug lower linearity.

Katangian sa Photodiode

Ang katangian sa photodiode nagdeskripsyon sa iyang performance sukad sa iba't ibang kondisyon sa light intensity, wavelength, temperatura, bias voltage, etc. Pipila kini ka katangian mao ang:

Paggamit sa Photodiode

• Optical communication

• Optical measurement

• Optical imaging

• Optical switching

• Solar power generation

Conclusion

Ang photodiode mao ang isang semiconductor device nga moguha og electric current gikan sa light. Kini nagtrabaho batas sa inner photoelectric effect nga naghimo og electron-hole pairs kung mobati ang photons sa PN junction diode. Ang photodiode operasyon sa reverse bias conditions ug adunay duha ka modes: photovoltaic mode ug photoconductive mode. Ang photodiode adunay pipila ka katangian, sama sa responsivity, quantum efficiency, spectral response, dark current, dark resistance, noise, linearity, ug response time.

Ang photodiode adunay pipila ka paggamit sa optical communication, optical measurement, optical imaging, optical switching, ug solar power generation. Ang photodiode makagamit sa paghimo og alarm circuits ug counter circuits pinaagi sa pag-detect sa interruption sa light beams. Ang photodiode mao ang versatile ug useful device nga makakita ug moguha og light ngadto sa electricity.