التعريف: جهاز أشباه الموصلات يكتشف الضوء ببنية p-n أو p-i-n. غالبًا ما تستخدم الثنائيات الضوئية كأجهزة كشف ضوئية. تحتوي هذه الأجهزة على تقاطع p-n وعادة ما يكون لها طبقة جوهرية بين الطبقتين n و p. يتم استدعاء الأجهزة ذات الطبقات الجوهريةالثنائيات الضوئية من نوع PIN. تمتص طبقة النضوب أو الطبقة الجوهرية الضوء وتولد أزواج ثقب الإلكترون ، والتي تساهم في التيار الضوئي. على مدى واسع من الطاقة ، يتناسب التيار الضوئي بشكل صارم مع شدة الضوء الممتصة. وضع التشغيل يمكن أن تعمل الصمامات الثنائية الضوئية في وضعين مختلفين: الوضع الكهروضوئي: على غرار الخلية الشمسية ، فإن الجهد الناتج عن أالثنائي الضوئيالمشع بالضوء يمكن قياسه. ومع ذلك ، فإن العلاقة بين الجهد والقدرة الضوئية هي علاقة غير خطية ، والنطاق الديناميكي صغير نسبيًا. ولا يمكن أن تصل إلى سرعات الذروة أيضًا. وضع موصل ضوئي: عند هذه النقطة يتم تطبيق جهد عكسي على الصمام الثنائي (أي أن الصمام الثنائي غير موصل عند هذا الجهد في حالة عدم وجود ضوء ساقط) ويتم قياس التيار الضوئي الناتج. (يكفي إبقاء الجهد قريبًا من 0). إن اعتماد التيار الضوئي على الطاقة الضوئية خطي جدًا ، وحجمه ستة أوامر من حيث الحجم أو أكبر من الطاقة الضوئية ، على سبيل المثال ، بالنسبة للسيليكون p-i-n مع مساحة نشطة من عدة مم 2 بالنسبة للديودات الضوئية ، تتراوح الأخيرة من بضعة نانو واط إلى عشرات الملي واط. حجم الجهد العكسي ليس له أي تأثير تقريبًا على التيار الضوئي وله تأثير ضعيف على التيار المظلم (في حالة عدم وجود ضوء) ، ولكن كلما زاد الجهد ، زادت الاستجابة وأسرع تسخين الجهاز. غالبًا ما تستخدم مكبرات الصوت الشائعة (وتسمى أيضًا مكبرات الصوت العابرة) للتضخيم المسبق للديودات الضوئية. يحافظ هذا مكبر الصوت على ثبات الجهد (على سبيل المثال ، بالقرب من 0 ، أو بعض الأرقام السالبة القابلة للتعديل) بحيث يعمل الثنائي الضوئي في الوضع الضوئي. والمضخمات الحالية بشكل عام لها خصائص ضوضاء جيدة ، ويمكن أن تكون حساسية وعرض النطاق الترددي للمكبر متوازنة بشكل أفضل من حلقة بسيطة تتكون من المقاوم ومضخم الجهد. تستخدم بعض إعدادات مكبر الصوت التجارية العديد من إعدادات الحساسية المختلفة لجعل قوة القياس مرنة للغاية في المختبر ، بحيث يمكنك الحصول على نطاق ديناميكي كبير ، وضوضاء منخفضة ، وبعضها يحتوي على شاشات مدمجة ، وجهد انحياز قابل للتعديل ، وإزاحة إشارة ، ويمكن ضبط المرشحات ، إلخ. مادة أشباه الموصلات: مواد الثنائي الضوئي النموذجية هي: السيليكون (Si): تيار داكن صغير ، سرعة عالية ، حساسية عالية في نطاق 400-1000 نانومتر (أعلى نطاق في 800-900 نانومتر). الجرمانيوم (Ge): تيار مظلم مرتفع ، سرعة بطيئة بسبب السعة الطفيلية الكبيرة ، حساسية عالية في حدود 900-1600 نانومتر (أعلى في النطاق 1400-1500 نانومتر). إنديوم جاليوم أرسينيد الفوسفور (InGaAsP): غالي الثمن ، تيار داكن منخفض ، سريع ، حساسية عالية في نطاق 1000-1350 نانومتر (الأعلى في النطاق 1100-1300 نانومتر). زرنيخيد إنديوم غاليوم (InGaAs): غالي الثمن ، تيار داكن منخفض ، سريع ، حساسية عالية في نطاق 900-1700 نانومتر (الأعلى في النطاق 1300-1600 نانومتر) يمكن تجاوز مدى الطول الموجي الموصوف أعلاه بشكل كبير إذا تم استخدام نموذج باستجابة طيفية أوسع. الخصائص الرئيسية: أهم خصائصالثنائيات الضوئيةنكون: ترتبط الاستجابة ، وهي التيار الضوئي مقسومًا على الطاقة الضوئية ، بكفاءة الكم وتعتمد على الطول الموجي منطقة نشطة ، أي منطقة حساسة للضوء. الحد الأقصى المسموح به للتيار (عادة ما يكون محدودًا بتأثيرات التشبع). التيار المظلم (موجود في الوضع الضوئي ، وهو مهم جدًا للكشف عن شدة الضوء المنخفضة جدًا). ترتبط السرعة أو النطاق الترددي بأوقات الصعود والهبوط وتتأثر بالسماحية.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
