فتو دیودها

[ehsanstr]

ساختمان فتو دیود ، مانند یک دیود معمولی با اتصال PN می باشــــد. با این تفاوت که محل پیوند PN ، جهت تابانیدن نور به آن از مواد پلاستیکی سیاه پوشیده نمی باشد ، بلکه توسط شیشه و یا پلاستیک شفاف پوشیده می گردد تا نور بتواند به آسانی به آن بتابد. روی اکثر فتو دیودها ، یک لنز بسیار کوچک نصب می شود تا بتواند نور تابانیده شده به آن را متمرکز کرده ، به محل پیوند برساند.
فتو دیود همیشه در بایاس معکوس بکار می رود و با تابش نور یه محل پیوند آن ، جریان معکوس آن افزایش می یابد . هر چه نور تابانیده شده به محل پیوند PN بیشتر باشد مقدار جریان معکوس آن نیز بیشتر می شود و بر عکس ، هر چقدر نور تابانیده شده به آن کمتر باشد مقدار جریان معکوس آن کمتر می شود . فتودیودها (Photo Diode) که به آنها دیود نوری گفته می شود، وقتی نور به آنها بتابد، جریان را از خود عبور می دهند.


جریان معکوس فتو دیود علاوه بر اینکه با تغییر شدت نور تغییر می کند ، با تغییر طول موج نیز تغییر می کند. اهمیت طول موج به خاطر این است که با توجه به طول موج ، ماده نیمه هادی را انتخاب می کنند. بعضی از فتو دیودها فقط با اشعه مادون قرمز کار می کنند .


شکل زیر منحنی مشخصه یک فتودیود را نشان می دهد که به ازای طول موج ثابت و شدت روشنایی های مختلف رسم شده است. همانطوری که از منحنی پیداست با افزایش شدت نور ، جریان Iλ نیز افزایش پیدا می کند و تقریبا در ولتاژهای مختلف معکوسی که دو سر آن قرار گرفته است ، در یک نور مشخص ثابت می ماند ، مقدار آن فقط بستگی به نور تابانیده شده به محل پیوند PN دارد.
از این دیود برای تشخیص نور و همچنین سنجش نور در دستگاههای نورسنج ، شمارش سریع یا سوییچ کردن و آشکار ساز نوری ، فرستنده و گیرنده مادون قرمز فاصله یاب لیزری نیز استفاده می شود. ولتاژ معکوس این دیودها ، حدود 20 – 50 ولت و توان آنها حدود چند صد میلی وات و جریان معکوس آنها در تاریکی حدود چند نانو آمپر است.
در برخی موارد فتورزیستانس نیز می تواند جایگزین فتودیود شود ، زیرا مقاومت هر دو تابع نور می باشد. تفاوت این دو المان ، در سرعت کار آنها است. فتو دیود سرعت عمل بسیار بیشتری نسبت به فتو رزیستانس دارد. همچنین فتو دیود در محدوده فرکانس وسیع تری نیز نسبت به فتورزیستانس می تواند کار کند.

چگونه این مدار را به گیت منطقی ویا میکروکنترلر وصل کنیم؟
به ورودی 5 ولت می‌دهیم ، نقطه B را توسط یک مقاومت 100 کیلو اهم گراند می‌کنیم ، حالا خروجی مدار نقطة B است که آن را به ورودی گیت یا پین های ورودی میکروکنترلر وصل می‌کنیم .

 

[a.amir]

شكل رو نگذاشتيد!

 

[ehsanstr]

شکل رو از گوگل جستجو کنید میاد

 

[mehraab67]

سلام


خسته نباشی اگه میتونی کاملترش کن

 

[sina_anis]

بایاس فتو دیود

بایاس فتو دیود

مدار زیر نحوه بایاس کردن سنسور مدار فتودیود است .

 

[sina_anis]

فتو دیود

فتو دیود

فتو دیود

 

[sina_anis]

اینفرارد یا اشعه مادون قرمز

اینفرارد یا اشعه مادون قرمز

با توجه به اینکه رنگ سرخ طولانی ترین طول موج را دارد، تابش فروسرخ یا مادون قرمز دارای طول موجی بین تقریبا 750 نانومتر و یک میلی متر است .رضا جوالچی : اینفرارد یا اشعه مادون قرمز یک تابش الکترومغناطیسی با طول موج بیشتر از امواج مرئی و کوتاه تر از امواج رادیویی است. با توجه به اینکه رنگ سرخ طولانی ترین طول موج را دارد، تابش فروسرخ یا مادون قرمز دارای طول موجی بین تقریبا 750 نانومتر و یک میلی متر است و از سه نوع فرآیند مغناطیسی برای ارسال داده های خود استفاده می کند. با توجه به سهم امواج مادون قرمز از طیف رنگ ها استفاده های کاربردی زیادی را می توان برای این امواج نام برد از جمله یافتن مقصد و رهگیری هدف در موارد نظامی، تنظیم دما از راه دور، استفاده در بی سیم ها برای ارتباطات short-area، طیف بینی و پیش بینی وضعیت هوا. انتقال داده ها از طریق امواج فروسرخ نیز در ابعاد مکانی کوچک و بین دستگاه های کامپیوتری دیجیتال و تلفن های همراه یا pdaها )دستیارهای دیجیتال شخصی(مورد استفاده قرار می گیرد. این گونه دستگاه ها خود را با استانداردها و قوانینی که توسط irda )انجمن داده های اینفرارد( وضع می شوند تطبیق می دهند و کار می کنند. کنترل های از راه دور و دستگاه های مطابق با استانداردهای irda از دیودهای ساطع کننده نور یا led برای ساطع کردن امواج فروسرخ که توسط یک لنز پلاستیکی داخل نورافکنی کوچک و نازک کار گذاشته شدند استفاده می کنند. این نورافکن ها نوسان بندی شده اند و وقتی روشن و خاموش می شوند به تناسب، داده ها را رمزگذاری می کنند. دستگاه دریافت کننده امواج فروسرخ از یک فتودیود با جنس سیلیکون استفاده می کند تا موج اینفرارد را به جریان الکتریکی تبدیل سازد. دستگاه دریافت کننده امواج تنها به سیگنال های پالس دهنده ای که مدام توسط فرستنده یا transmitter ساخته می شوند، پاسخ می دهد و امواج فروسرخی که به آرامی از نورهای محدود و کوچکی تغییر حالت می دهند را از صافی مخصوص خود می گذراند. فناوری اینفرارد در ارتباطات برای استفاده در محل های کوچکی که تراکم افراد و جمعیت در آنها بالاست و بلوتوث یا سایر فناوری ها قادر به انتقال داده به شکلی مناسب نیستند بسیار مفید به نظر می رسد. امواج فروسرخ یا infrared از دیوارها عبور نمی کنند و در نتیجه در کار سایر دستگاه های اتا ق های مجاور دخالت نمی کنند. اینفرارد رایج ترین فناوری استفاده شده در کنترل های از راه دور دستگاه های مختلف است. اینفرارد برای مبادله اطلاعات بین کامپیوتر و گوشی همراه استفاده می شود. گوشی هایی که قابلیت اینفرارد را دارند توسط این دستگاه که به کامپیوتر متصل می شود فایل های صوتی و تصویری را دریافت می کنند. یکی از مزایای اینفرارد این است که به دلیل اینکه بدون سیم )بین گوشی و اینفرارد( اطلاعات منتقل می شود سرعت انتقال بالا می رود. اینفرارد با کارت حافظه یک رابطه مستقیم دارد که هرچه ظرفیت کارت بیشتر باشد کارایی اینفرارد بالاتر می رود. از بین چهار روش معمول انتقال اطلاعات بین موبایل و کامپیوتر )پورت کامپیوتر، اینفرارد، بلوتوث، کارت ریدر( به صرفه ترین و مناسب ترین و عمومی ترین روش انتقال از طریق اینفرارد )مادون قرمز( است. دستگاه اینفرارد شما را قادر می سازد تا حداکثر به فاصله 30-20 سانتیمتری با دستگاهی که دارای اینفرارد است ارتباط برقرار کنید.

منبع : http://itshenas.com

 

[sina_anis]

فتودیود
فتودیود یک نوع شناساگر نور می‌باشد که بسته به مورد عملیات لازم میتواند انرژی نورانی را به جریان الکتریکی‌ تبدیل کند. فتودیودها شباهت زیادی به دیود‌های نیمه رسانای معمولی دارند، با این تفاوت که دیودهای فوتونی هم میتوانند در معرض انرژی نورانی (برای شناسایی اشعه X و یا خلاء uv) قرار گیرد و هم میتواند در اتصالات پنجره یا فیبر نوری تعبیه شود تا نور به درون قسمتهای حساس آن وارد شود. لازم به ذکر است در ساختمان بسیاری از دیود‌هایی‌ که به صورت دیود فوتونی ساخته میشوند از پیوند PIN استفاده میشود(تا پیوند P-N)

ساختمان

فوتودیودهای سیلیکونی از ویفرهای سیلیکون تک بلور که مشابه آنها در ساخت مدار های مجتمع به کارمی رود ساخته شده اند ، با این تفاوت که فوتودیود ها به سیلیکون با خلوص بیشتری نیاز دارند. خلوص سیلیکون به طور مستقیم وابسته به مقاومت ویژه ی آن است، به طوریکه مقاومت ویژه ی بیشتر سیلیکون نشان دهنده ی خلوص بیشتر آن است. ماده ی پایه از سیلیکون نوع N است. یک لایه ی نازک P، با استفاده از انتشار گرمایی یا کاشت یونی با ماده ی دوپینگ مناسب (معمولا بور)، بر روی سطح بالایی ابزار نشانده شده است. ضخامت این لایه توسط طول موجی از تابش که باید نمایان شود، مشخص می شود. مرز بین لایه ی P و سیلیکون N به عنوان پیوند PN شناخته می شود. اتصالات کوچک فلزی روی سطح بالایی ابزار نصب شده اند و تمام ناحیه ی پشت با اتصال فلزی روکش شده است. اتصال پشتی، کاتد و اتصال جلویی، آند است. سطح فعال با سیلیکون نیترید یا سیلیکون مونوکسید یا سیلیکون دی اکسید برای محافظت و جلوگیری از بازتاب روکش شده است. ضخامت این لایه ی روکش برای طول موج های تابش خاصی معین می شود. ظرفیت پیوند PN وابسته به ضخامت ناحیه ی تخلیه است. افزایش ولتاژ بایاس معکوس، ضخامت این ناحیه را افزایش داده، موجب کاهش ظرفیت می شود (مادامیکه شرایط تخلیه ی کامل ایجاد نشود). ظرفیت پیوند، همچنین تابع مقاومت ویژه ی سیلیکون و مساحت سطح فعال است.

اساس کار

فتودیود در واقع یک پیوند P-N یا یک ساختار PIN می‌باشد. هنگامیکه یک فوتون با انرژی کافی‌ به دیود برخورد می‌کند یک الکترون را تحریک می‌کند که در نتیجه یک الکترون آزاد به همراه یک حفرهٔ مثبت الکترونی‌ ایجاد میشود. اگر فرایند جذب در ناحیهٔ تخلیه پیوند رخ دهد ، یا به اندازهٔ یک فاصلهٔ ترکیبی‌(برابر است با میانگین فاصله ای که یک حامل میتواند از محل ایجادش بپیماید تا زمانیکه بازترکیب شود) دورتر از آن، میدان خودی ایجاد شده در ناحیهٔ تخلیه حاملهای موجود در آن منطقه را اصطلاحا جارو می‌کند. بنابراین حفرهها به سمت آند رفته و الکترونها نیز به سمت کاتد حرکت میکنند و یک جریان نورانی (فتوکرنت) ایجاد میشود.

حالت فوتوولتائیک
وقتی‌ دیود در بایاس صفر یا مد فتوولتائیک به کار برود، شارش جریان نورانی(فتوکرنت) محدود است و یک ولتاژ ساخته میشود. در این حالت دیود بایاس مستقیم شده و "جریان تاریک" (جریانیست که در غیاب فوتون بر دیود نورانی جاری میگردد) در خلاف جهت جریان نورانی شروع به شارش می‌کند.این مود مسبب اثر فوتوولتائیک میباشد که اساس کار سلولهای خورشیدی ست.در واقع سلول خورشیدی یک دیود با مساحت بزرگ است.

حالت رسانای نوری یا فوتوکانداکتیو
دیود در این مد معمولا بایاس معکوس میشود و سریعا زمان پاسخدهی را کم می‌کند در حالیکه باعث افزایش نویز خواهد شد. این عمل در مقابل، موجب افزایش عرض ناحیه ی تخلیه شده که به نوبه خود ظرفیت خازنی پیوند را کم میکند و در نتیجه سرعت پاسخدهی سریعتر می شود. بایاس معکوس فقط مقدار کمی‌ جریان را در جهت خودش القا می‌کند، در حالیکه جریان نورانی تقریبا ثابت می ماند (البته به طور مجازی). جریان نورانی به صورت خطی‌ با شدت تابش متناسب است. گرچه این حالت سریعتر است، حالت فتوکانداکتیو نویز الکترونیکی بیشتری را از خود نشان میدهد. جریان نشتی یک دیود PIN خیلی‌ کم می‌باشد ( <1na ) بطوریکه نویز جانسون-‌نیکویست مقاومت بار در یک مدار عادی معمولا تاثیر بیشتری دارد.

حالت های کاری دیگر
فتودیود‌های آوالانچه (Avalanche) ساختاری مشابه با فتودیودهای معمولی دارند، با این تفاوت که این نوع دیودها با بایاس‌ معکوس بسیار بالاتری کار میکنند. این امر اجازه می دهد تا هر حاملی که توسط نور ایجاد شده است طی‌ پدیده ی شکست چند برابر شود که در نتیجه گین داخلی‌ فتودیود زیاد می شود که این نیز به نوبه خود پاسخ دهی موثر دیود را بالا می برد. فتوترانزیستورها نیز از یک فتودیود با بهره ی داخلی‌ تشکیل می شوند. یک فتوترانزیستور در اصل چیزی جز یک ترانزیستور پیوند دو قطبی نیست که در یک محفظه شفاف قرار گرفته است تا نور بتواند به پیوند بیس-‌کلکتور آن بتابد. الکترون‌هایی‌ که در محل پیوند بیس-‌کلکتور توسط فوتونها ایجاد شده اند به درون بیس تزریق شده و این جریان فتودیودی به وسیله ی بهره ی جریان ترانزیستور (hfe یا β) تقویت می شود. لازم به ذکر است درحالیکه فتوترانزیستور‌ها پاسخدهی بالاتری برای نور دارند، قادر به سنجیدن سطوح پائین انرژی نورانی نبوده و همچنین پاسخ کندتری نسبت به فتودیود‌ها دارند.

 

[sina_anis]

فتو دیود و CCD

فتو دیود و CCD

CCDدر اصل پرده شبکیه دوربین شماست .CCD یک مدار مجتمع خیلی حساس است که از دانه هائی تشکیل شده که با دریافت نور و تبدیل آن به جریان الکتریکی ، هرکدام از این دانه های حس گر ، جریان را ذخیره کرده و سپس تخلیه می کند.
درحال حاضر به طور وسیعی در دوربینهای دیجیتال عکاسی و فیلمبرداری از CCD استفاده میشود.دستگاه های دیگری نیز مانند تلسکوپ های نجومی و حتی سیستم های خوانش بارکد از CCD استفاده می کنند.تعداد حس گرهای تشکیل دهنده هر CCD ، رزولوشن تصویر ثبت شده توسط دوربین را تعیین می کند که این مقدار معمولا بر مبنای مگا پیکسل تعریف می شود.در واقع عدد چند میلیونی که برای تصویر شما تعریف می شود ، حاصل ضرب تعداد نقاط طول در عرض CCD است.
یک CCD خوب می تواند تصویر شما را در حداقل میزان نور محیط ثبت کند و کیفیت و رزولوشن را به خوبی حفظ کند.البته CCD دربین حس گرها ، نسبت به ضربه حساسیت بیشتری دارد.
در کل دو نوع سنسور در دور بینها استفاده میشود CCD یا CHARGE COUPLE DEVICE که از فتو دیوددر ان استفاده میشود و دیگری CMOS یا complimentary metal-oxide semiconductor که از ترانزیستور استفاده مینماید هردو این قطعات کارشان تبدیل فتون های نور به انرژی الکتریکی است . البته سنسور های CMOS بخاطر کیفیت پایینتر و ارزان تر تمام شدن در مرحله ساخت ازقیمتی پایینتر از CCD برخوردار هستند. همچنین سنسور های CCD از نویز و اختلال کمتری در هنگام کار برخورداند اما مزیت CMOS بر CCD همانا مصرف برق ان است که حدود 100 برابر کمتر میباشداین سنسورها در ابعاد 1 , 2.3 , 1.2 , 1.3 , 1.4 اینچ ساخته میشوند. امروزه بیشتر انواع 1.3 , 1.4 اینچ رواج دارند و استفاده میشوند.

 

[masoud.1365]

سلام به همه
من تازه عضو شده ام
سینا جان ممنون از مطالب مفیدت