Fotodiood

Erinevaid fotodioode

Fotodioodi tingmärk

Fotodiood on pooljuhtdiood, mille elektrilised omadused sõltuvad tema pn-siirdele (või pin-siirdele) langevast nähtavast valgusest, samuti ultraviolett- või infrapunakiirgusest. Sisefotoefekti toimel tekitab valgus siirdes elektromotoorjõu, mida olenevalt dioodi ühendusviisist saab kasutada elektrivoolu tekitamiseks või siirde elektrijuhtivuse muutmiseks.

Tööpõhimõte

Fotodiood on ehitatud nii, et tema pn-siire oleks keskkonnast langevale valgusele avatud. Pn-siirdele langevad valgusosakesed, footonid, tekitavad vabade laengukandjate paare (augud ja elektronid), mis siirde elektrivälja toimel pn-siirde läbivad ja dioodi viikudele tekib potentsiaalide vahe, mida nimetatakse fotoelektromotoorjõuks.

Fotodioodi tunnusjooned ja töörežiimid:
Photodiode mode ‒ Vastupingerežiim
Photovoltaic mode ‒ Fotogalvaaniline režiim
Light intensity ‒ Valgustustihedus

Töörežiimid ja kasutamine

Fotodioode kasutatakse kahes töörežiimis:

• fotogalvaaniline režiim, kui diood muundab valgusenergiat elektrienergiaks, töötades päikeseelemendina;
• vastupingerežiim (fotodioodirežiim, koos välise pingeallikaga).

Fotogalvaaniline režiim

Kui dioodiga ühendatud koormustakistus on suur (tühijooksurežiim), ei sõltu dioodi genereeritav pinge kuigivõrd valgustustihedusest. Koormuse suurendamisel (koormustakistuse vähendamisel) hakkab pinge langema ja vool tugevnema, kuni saavutab lühise korral suurima väärtuse. Koormustakistus (tööpunkt pinge-voolu tunnusjoonel) valitakse sellise vahepealse väärtusega, et koormusel eralduks maksimaalne võimsus.

Vastupingerežiim

Selles režiimis on dioodile rakendatud välisest toiteallikast vastupinge. Valguse mõjul kujuneb fotovool läbib dioodi vastassuunas, olles võrdelises seoses talle langeva valguse hulgaga. Selles režiimis reageerib diood valgusele väga kiiresti. Vastupingerežiimis töötavad fotodioodid näiteks fototajuritena pildisensorites, samuti informatsiooni vastuvõtjana näiteks teleris, kuhu suunatakse juhtpuldist silmale nähtamatu infrapunane kiir.

Vaata ka

• Sisefotoefekt
• Päikeseelement
• Optiline tajur

Välislingid

• Fotodiood