مثير للإعجاب

PN Photodiode & PIN Photo Diode

PN Photodiode & PIN Photo Diode

يعد الثنائي الضوئي PN و PIN photodiode من أكثر التنسيقات شيوعًا للديودات الضوئية.

يتم استخدام كل من الثنائي الضوئي PIN و PN على نطاق واسع لمجموعة متنوعة من تطبيقات الكشف عن الصور بسبب خصائصها.

الثنائي الضوئي PN

يتم استخدام الثنائي الضوئي الأساسي PN في عدد من الحالات. يحدث الكشف عن الصورة داخل منطقة استنفاد الصمام الثنائي. نظرًا لأن هذا صغير نسبيًا ، فإن الحساسية ليست كبيرة مثل تلك الموجودة في بعض الأشكال الأخرى من الصمام الثنائي للصور.

أساسيات الثنائي الضوئي PIN

يوفر الثنائي الضوئي PIN حساسية وأداءً إضافيين مقارنةً بالديود الضوئي الأساسي لتقاطع PN.

أحد المتطلبات الرئيسية لأي جهاز كشف ضوئي هو مساحة كبيرة بما يكفي يمكن فيها جمع فوتونات الضوء وتحويلها. يتم تحقيق ذلك من خلال إنشاء منطقة استنفاد كبيرة - المنطقة التي يحدث فيها تحويل الضوء - عن طريق إضافة منطقة جوهرية في تقاطع PN لإنشاء تقاطع PIN.

تتمثل إحدى المعلمات الرئيسية في تصميم الثنائي الضوئي PIN في تمكين الضوء من الدخول إلى المنطقة الجوهرية. يجب أن يأخذ التصميم المادي للديود الضوئي هذا في الاعتبار حتى يتم تحسين مجموعة الضوء.

الثنائيات الضوئية بشكل عام وفي هذه الحالة سوف يستجيب الثنائي الضوئي PIN بشكل مختلف لأطوال موجات الضوء المختلفة. عادةً ما تكون سماكة المنطقة أو الطبقة العلوية من النوع p أحد المعلمات الرئيسية في تحديد حساسية الاستجابة.

تطبيقات PIN photodiode

لا يوجد أي مكاسب في الصمام الثنائي للصور PIN ، وقد يكون هذا عيبًا في بعض التطبيقات. على الرغم من ذلك ، فإنه لا يزال الشكل الأكثر استخدامًا للديود ، حيث يجد التطبيقات في مشغلات الأقراص المضغوطة الصوتية ، ومحركات أقراص DVD ، وما إلى ذلك. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامها في أنظمة الاتصالات البصرية.

يستخدم الثنائي الضوئي PIN أيضًا ككاشفات للإشعاع النووي. هناك عدة أنواع من الإشعاع النووي. قد يكون الإشعاع على شكل جسيمات عالية الطاقة مشحونة أو غير مشحونة ، أو قد يكون أيضًا إشعاعًا كهرومغناطيسيًا. يمكن للديود اكتشاف كل أشكال الإشعاع هذه. يولد الإشعاع الكهرومغناطيسي ، الذي يعتبر الضوء شكلاً منه ، أزواج الثقوب والإلكترون كما ذكرنا سابقًا. الجسيمات لها نفس التأثير بالضبط. ومع ذلك ، نظرًا لأن كمية صغيرة فقط من الطاقة مطلوبة لتوليد زوج من الثقوب والإلكترون ، فقد يولد جسيم واحد عالي الطاقة عدة أزواج من الثقوب والإلكترونات.

مقارنة الثنائي الضوئي PN / PIN

يمكن الحصول على كل من الثنائيات الضوئية PN و PIN الضوئية من العديد من الموردين. عند تصميم دائرة كاشف الصور ، من الضروري اختيار النوع الصحيح من الصمام الثنائي للصور اعتمادًا على الأداء والخصائص المطلوبة:

الثنائي الضوئي PN:

  • لا يتطلب الثنائي الضوئي PN تحيزًا عكسيًا ونتيجة لذلك يكون أكثر ملاءمة لتطبيقات الإضاءة المنخفضة نتيجة لتحسين أداء الضوضاء.

الثنائي الضوئي PIN:

  • يقدم التحيز العكسي الذي يتطلبه الثنائي الضوئي PIN تيار ضوضاء يقلل من نسبة الإشارة إلى الضوضاء
  • يوفر تحيز التقاليد أداءً أفضل لتطبيقات النطاق الديناميكي العالي
  • يوفر التحيز العكسي المطلوب أداءً أفضل لتطبيقات النطاق الترددي العالي حيث أن السعة بين منطقتي P و N وكذلك تخزين الشحن صغيرة.

وبهذه الطريقة ، يمكن ملاحظة أن الثنائي الضوئي PN و PIN الضوئي لهما خصائص مختلفة تمكنهما من استخدامها في تطبيقات مختلفة.


شاهد الفيديو: Transistors, How do they work? (قد 2021).