Фотодиод нима?
Фотодиод нима?
Фотодиоднинг дефиницияси
Фотодиод - бу йоруг‘ликга тушганда амперия юратувчи ПN ювак диоди. Бу ювак П-тури ва N-тури полупроводник материалларини бирлаштириб олинади. П-тур материалда ижобий заряд эгаси (кейс) кўпроқ, N-тур материалда эса салбиий заряд эгаси (электрон) кўпроқ. Ушбу материаллар учрашилганда, N-тур зонадан П-тур зонага электронлар ўтади, кейслар билан бирлашади ва дегенерация зона яратади. Бу зона ко‘прак заряд эгасилари ингишини чекловчи барьер катиради.
Фотодиод учун ики терминал, анод ва катод, П-тур ва N-тур зоналарга мос келиши керак. Анод курал пакетида белгилаш ёки нуқта билан белгиланади. Фотодиоднинг белгиси quyidagicha кўрсатилган, эки стрелка ювакга ёндиликтан сенсатли эканини кўрсатиш учун ювакга кўрсатилган.
Ишlash принципи
Фотодиод ташки куриш схемасига киритилганда, аноддан катодга кичик куриш амперияси юратади. Бу амперия, "темир амперия" деган ном bilan tan olinadi, poluprovodnikda minoritetli zaryad egasilarining termal yuzaga kelishidan hosil bo'ladi. Temir amperiyasi qo'yilgan kuriyga bog'liq emas, balki harorat va dozlangan darajaga bog'liqdir.
Кўп энергияли йоруг‘лик фотодиодга тушганда, унда полупроводник материалда электрон-кейс парлари пайдо болади. Бу jarayon ham ichki fotoelektrik effekt deb ataladi. Yorug'likni jami etish degeneratsiya zonasida yoki undan yaqin joyda sodir bo'lsa, bu zaryad egasilar elektr tashqi jarayon orqali ювакдан юритилади, темир амперияга кўшнифка этади. Shunday qilib, kеyslar анодга, электронлар катодга юритилади, куриш амперияси ёрдамидаги юритилади.
Фотоамперия айлана йоруг‘лик кучининг bir qator parametrlariga va haroratga nisbatan mutanosib. Agar yorug'lik kuchi juda yuqori bo'lsa, фотоамперия maksimal qiymatga, yoki doimiy amperiyaga erishadi, bundan keyin u artmaydi. Bu doimiy amperiya kuralning geometriyasiga va material xossalarga bog'liq.
Фотодиод икки режимда ишлай oladi: fotovoltlik rejim va fotohodis rejim.
Fotovoltlik rejim
Fotovoltlik rejimda, fotodioddan tashqari hech qanday teskari elektr maydon qo'yilmaydi, shuning uchun u yorug'likdan quvvat yaratadigan solar cell sifatida ishlaydi. Fotoamperiyalar terminallariga ulangan qismiy short circuit yoki yuk impedansidan юритилади. Agar shema ochiq yoki yuqori impedansga ega bo'lsa, kuralning ustiga voltaj paydo bo'ladi, uni forward-bias qiladi. Bu voltaj, yorug'lik kuchini va to'g'riligini hisobga olgan holda, ochiq shema voltajiga mos keladi.
Fotovoltlik rejim fotovoltlik effektdan foydalanadi, bu esa quyosh energiyasini quyosh nurlaridan yaratish uchun ishlatiladi. Ammo, bu rejimda ba'zi kamchiliklar mavjud, masalan, past javob tezligi, yuqori seriya qarshiliqligi va past sezgirlik.
Fotohodis rejim
Fotohodis rejimda, fotodioddan tashqari teskari elektr maydon qo'yiladi, va u yorug'lik kuchiga qarab ularuvchi rezistor sifatida ishlaydi. Fotoamperiyalar tashqi shemadan o'tadi, bu shema bias voltajini ta'minlaydi va chiqish amperiyasini yoki voltajini o'lchaydi.
Fotohodis rejim fotovoltlik rejimga nisbatan ba'zi afzalliklarga ega, masalan, yuqori javob tezligi, past seriya qarshiliqligi, yuqori sezgirlik va keng dinamik diapazon. Ammo, bu rejimda ham ba'zi kamchiliklar mavjud, masalan, yuqori shum darajasi, yuqori energiya sarflanishi va past chiziqchilik.
Фотодиод хоссалари
Фотодиод хоссалари унинг turli yorug'lik kuchi, to'g'riligi, harorat, bias voltaji va boshqa shartlarda ishlashini tavsiflaydi. Bu xossalardan qaychasi:
Фотодиодning qo'llanmalar
Optik aloqa
Optik o'lchov
Optik rasmlantirish
Optik o'zgartirish
Quyosh energiyasini yaratish
Xulosa
Фотодиод - bu yorug'likni elektr amperiyasiga aylantiradigan poluprovodnik kurali. U ichki fotoelektrik effekt asosida ishlaydi, bu jarayonda photonlar PN ювак диодга тушганда электрон-кейс парларини пайдо этиши керак. Фотодиод teskari kuriy shartlarda ishlaydi va ikkita rejimda ishlay oladi: fotovoltlik rejim va fotohodis rejim. Фотодиод turli xossalarga ega, masalan, javobgarlik, kvant effektivligi, spektral javob, temir amperiyasi, temir qarshiliqligi, shum, chiziqchilik va javob tezligi.
Фотодиод optik aloqa, optik o'lchov, optik rasmlantirish, optik o'zgartirish va quyosh energiyasini yaratishda ko'plab qo'llanmalarga ega. Фотодиод yorug'lik nurini buzilishini aniqlash orqali alarm shemalarini va san'och shemalarini yaratish uchun ishlatilishi mumkin. Фотодиод yorug'likni hisobga olgan holda elektrga aylantirish uchun universal va foydali kuraldir.
