3.2. Фотодіод

Фотодіод активно використовується в сучасних електронних пристроях, з назви стає зрозуміло, що прилад являє собою конструкцію із застосуванням напівпровідника. Фотодіод – це напівпровідниковий діод, який має властивість односторонньої провідності при дії на нього оптичного випромінювання.

Фотодіод являє собою напівпровідниковий кристал, зазвичай з електронно – дірковим переходом (пн).

Рисунок 3.9 – Структура фотодіода

Він забезпечений двома металевими виходами і вмонтований в пластмасовий або ж в металевий корпус.

Розрізняють два режими роботи фотодіода.

1) фотодіодний – коли у зовнішньому ланцюзі фотодіода міститься джерело постійного струму, який створює на переході зворотне зміщення і вентильний, коли таке джерело відсутня. У фотодіодному режимі фотодіод, як і фоторезистор використовують для управління струмом. Фотострум фотодіода більшим чином залежить від інтенсивності падаючого випромінювання і не залежить від напруги зсуву.

2) Вентильний режим – коли фотодіод, як і фотоелемент, використовують в якості генератора ЕРС.

Рисунок 3.10– Різновиди фотодіодів

Основні параметри фотодіода – поріг чутливості, рівень шумів, область спектральної чутливості лежить в межах від 0,3 до 15 мкм (мікрометрів), інерційність – час відновлення фотоструму [10]. Існують також фотодіоди з прямою структурою. Фотодіод є складовим елементом у багатьох опто - електронних пристроях. фотодіоди і фотоприймачі широко застосовуються в оптроних парах, приймальниках випромінювання відео-аудіо сигналів. Широко застосовується для прийняття сигналу з лазерних діодів в CD та DVD дисководах.

Рисунок 3.11 – Фотодіод іншого типу

Сигнал від лазерного діода, який в собі містить кодовану інформацію, спочатку потрапляє на фотодіод, який в даних пристроях має складну конструкцію, потім після розшифровки інформація надходить на центральний процесор, де після обробки перетворюється в аудіо або відео. На такому принципі працюють всі сучасні дисководи. Так само фотодіоди застосовуються в різних охоронних пристроях, інфрачервоних датчиках руху і майже в усіх побутовій техніці, що може дистанційно керуватися.

3.3. ІЧ діод

Інфрачервоний випромінюючий діод (ІЧ діод) – це напівпровідниковий діод, який при протіканні через нього прямого струму випромінює електромагнітну енергію в інфрачервоній області спектра.

На відміну від видимого людським оком спектру випромінювання (яке, наприклад, виробляє звичайний світловипромінюючий діод на основі фосфіду галію) ІЧ випромінювання не може бути сприйняте людським оком, а фіксується за допомогою спеціальних приладів, чутливих до даного спектру випромінювання. Серед популярних фотоприймальних діодів ІЧ спектру можна відзначити фоточутливі прилади МДК-1, ФД263-01 і їм подібні.

Рисунок 3.12– ІЧ діод

Спектральні характеристики ІЧ випромінюючих діодів мають виражений максимум в інтервалі хвиль 0,87...0,96 мкм. Ефективність випромінювання і ККД даних приладів вище, ніж у світловипромінюючих діодів [16]. На основі ІЧ діодів (які в електронних конструкціях займають важливе місце передавачів імпульсів ІК спектру) конструюються волоконно-оптичні лінії, багатопланові побутові електронні вузли і, звичайно ж, електронні вузли охорони.

У цьому є своя перевага, ІЧ невидимий промінь людським оком і в деяких випадках (за умови використання кількох різноспрямованих ІЧ променів) визначити візуально наявність самого охоронного пристрою неможливо до його переходу в режим «тривога»). Якщо близько вдивитися в випромінюючу поверхню ІЧ діода (наприклад, АЛ147А, АЛ156А), коли на нього подано сигнал керування, то можна помітити слабке червоне світіння. Крім систем охорони, ІК випромінюючі діоди в даний час знаходять застосування в брелоках сигналізації для автомобілів, різного роду бездротові передавачі сигналів на відстань, а також в різноманітних системах дистанційного керування. Наприклад, підключивши до передавача модульований сигнал НЧ підсилювача, з допомогою ІЧ приймача на деякій відстані (залежить від потужності випромінювання і рельєфу місцевості) можна прослуховувати звукову інформацію, телефонні переговори. Цей спосіб сьогодні менш ефективний, але все ж є альтернативним варіантом домашньому радіотелефону. Найпопулярнішим (у побуті) застосуванням ІЧ випромінюючих діодів є пульти дистанційного керування різними побутовими приладами.