什么是光电二极管？

Ինչ է ֆոտոդիոդը?

Ֆոտոդիոդի սահմանումը

Ֆոտոդիոդը սահմանվում է որպես PN կապույտ դիոդ, որը լույսի ազդեցության տակ ստեղծում է հոսանք։ Այս կապույտը ձևավորվում է P-տիպի և N-տիպի կիսահոսների միացմամբ։ P-տիպի նյութը ունի լրացուցիչ դրական լարված մասնիկներ (խորակներ), իսկ N-տիպի նյութը ունի լրացուցիչ բացասական լարված մասնիկներ (էլեկտրոններ)։ Երբ այս նյութերը հանդիպում են, N-տիպի շրջանից էլեկտրոնները տեղափոխվում են P-տիպի շրջան, վերամիավորվում են խորակների հետ և ստեղծում են դեպրեսացման շրջան։ Այս շրջանը գործում է որպես առաջադրանք հետագա լարված մասնիկների դիֆուզիայի հանդարձակ:

Ֆոտոդիոդը ունի երկու կողմնային էլեկտրոդ՝ անոդ և կաթոդ, որոնք համապատասխանաբար կապված են P-տիպի և N-տիպի շրջաններին։ Անոդը սովորաբար նշվում է սանդղակով կամ կետով սարքի մարմնի վրա։ Ֆոտոդիոդի սիմվոլը ցուցադրված է ներքևում, երկու սլաքներ ցուցանակ է ուղղված կապույտի ուղղահայաց, որը ցույց է տալիս, որ այն ạyական է լույսի հանդեպ:

Հետագա սկզբունքը

Երբ ֆոտոդիոդը կապված է հակադարձ հոսանքի հետ էքստերնալ շղթային, փոքր հակադարձ հոսանք հոսում է անոդից կաթոդին։ Այս հոսանքը, որը անվանում են մութ հոսանք, առաջացնում է կիսահոսների ջերմային գեներացիա կիսահոսներում։ Մութ հոսանքը չի կախված կիրառված հակադարձ լարման վրա, բայց փոփոխվում է ջերմունակության և դոփինգի մակարդակի կախված:

Երբ բավարար էներգիայով լույսը հարվածում է ֆոտոդիոդը, այն ստեղծում է էլեկտրոն-խորակ զույգեր կիսահոսների նյութում։ Այս գործընթացը նաև հայտնի է որպես ներքին ֆոտոէլեկտրական էֆեկտ։ Եթե լույսի կլանումը տեղի է ունենում կամ տեղակայված է դեպրեսացման շրջանում, այս լարված մասնիկները հոսում են էլեկտրական դաշտի կողմով կապույտի հետ, ստեղծելով ֆոտոհոսանք, որը ավելացնում է մութ հոսանքին։ Այսպիսով, խորակները շարժվում են անոդի ուղղությամբ, իսկ էլեկտրոնները շարժվում են կաթոդի ուղղությամբ, և հակադարձ հոսանքը ավելանում է լույսի ինտենսիվության մեծացմամբ:

Ֆոտոհոսանքը համամասն է լույսի ինտենսիվության համար որոշակի լայնության և ջերմունակության դեպքում։ Եթե լույսի ինտենսիվությունը չափազանց բարձր է, ֆոտոհոսանքը հասնում է մաքսիմալ արժեքի, որը կոչվում է ամբողջացման հոսանք, որից հետո այն այլևս չի մեծանում։ Այս ամբողջացման հոսանքը կախված է սարքի երկրաչափությունից և նյութի հատկություններից:

Ֆոտոդիոդը կարող է աշխատել երկու ռեժիմով. ֆոտովոլտային ռեժիմով և ֆոտոկոնդուկտիվ ռեժիմով:

Ֆոտովոլտային ռեժիմ

Ֆոտովոլտային ռեժիմում ֆոտոդիոդին չի կիրառվում հակադարձ լարում, ինչը դրա դիման դարձնում է սոլար էլեմենտ, որը ստեղծում է էլեկտրաէներգիա լույսից։ Ֆոտոհոսանքը հոսում է կորճած շղթայով կամ բեռ իմպեդանսով, որը կապված է էլեկտրոդներին։ Եթե շղթան բաց է կամ ունի բարձր իմպեդանս, սարքի վրա կառուցվում է լարում, որը դիման լարում է դրան։ Այս լարումը, որը կոչվում է բաց շղթայի լարում, կախված է լույսի ինտենսիվությունից և լայնությունից:

Ֆոտովոլտային ռեժիմը օգտագործում է ֆոտովոլտային էֆեկտը, որը օգտագործվում է սոլար էներգիա ստեղծելու համար արևի լույսից։ Սակայն այս ռեժիմը ունի որոշ թերություններ, ինչպիսիք են ցածր պատասխանատվություն, բարձր շարասերիայի դիմադրություն և ցածր ạyականություն:

Ֆոտոկոնդուկտիվ ռեժիմ

Ֆոտոկոնդուկտիվ ռեժիմում ֆոտոդիոդին կիրառվում է հակադարձ լարում, և այն գործում է որպես փոփոխական դիմադրություն, որը փոփոխվում է լույսի ինտենսիվության հետ։ Ֆոտոհոսանքը հոսում է էքստերնալ շղթայով, որը տալիս է լարում և չափում է դուրս եկող հոսանքը կամ լարումը:

Ֆոտոկոնդուկտիվ ռեժիմը ունի որոշ առավելություններ ֆոտովոլտային ռեժիմի համեմատ, ինչպիսիք են բարձր պատասխանատվություն, ցածր շարասերիայի դիմադրություն, բարձր ạyականություն և լայն դինամիկ տիրույթ։ Սակայն այս ռեժիմը նաև ունի որոշ թերություններ, ինչպիսիք են բարձր նոյզ մակարդակ, բարձր էներգիա ծախս և ցածր գծայինություն:

Ֆոտոդիոդի հատկությունները

Ֆոտոդիոդի հատկությունները նկարագրում են դրա կարողությունը տարբեր լույսի ինտենսիվության, լայնության, ջերմունակության, լարման և այլ պայմանների դեպքում։ Այս հատկություններից են.

Ֆոտոդիոդի կիրառությունները

• Օպտիկական հղումներ

• Օպտիկական չափումներ

• Օպտիկական նկարագրություն

• Օպտիկական սահմանափոխում

• Սոլար էներգիայի ստեղծում

clusão

Ֆոտոդիոդը կիսահոսների սարք է, որը լույսը փոխում է էլեկտրական հոսանքի։ Այն գործում է ներքին ֆոտոէլեկտրական էֆեկտի սկզբունքով, որը ստեղծում է էլեկտրոն-խորակ զույգեր, երբ ֆոտոնները հարվածում են PN կապույտ դիոդին։ Ֆոտոդիոդը գործում է հակադարձ լարման պայմաններում և ունի երկու ռեժիմ. ֆոտովոլտային ռեժիմ և ֆոտոկոնդուկտիվ ռեժիմ։ Ֆոտոդիոդը ունի տարբեր հատկություններ, ինչպիսիք են պատասխանատվությունը, քվանտային էֆեկտիվությունը, սպեկտրալ պատասխան, մութ հոսանք, մութ դիմադրություն, նոյզ, գծայինություն և պատասխանատվության ժամանակ:

Ֆոտոդիոդը ունի շատ կիրառություններ օպտիկական հղումներում, օպտիկական չափումներում, օպտիկական նկարագրությունում, օպտիկական սահմանափոխումում և սոլար էներգիայի ստեղծման մեջ։ Ֆոտոդիոդը կարող է օգտագործվել ալարմայի շղթաներ և հաշվարկի շղթաներ ստեղծելու համար լույսի լույսային լույսի հետադարձ առաջացումը հայտնաբերելով։ Ֆոտոդիոդը բազմագույն և օգտակար սարք է, որը կարող է սենսացնել և փոխել լույսը էլեկտրականության: